tema 5 técnicas operativas ahora ya...se practica justo antes de la soldadura inicial, revisando...

CIENCIA APLICADA

AL DESARROLLO DE PROYECTOS

PROYECTO FINAL

SOLDEO POR ARCO CON ELECTRODOREVESTIDO

TEMA 5

TÉCNICAS OPERATIVAS

JOSÉ ANTONIO HERNÁNDEZ MAGALLÓN

TEMA 5 TÉCNICAS OPERATIVAS

2 Soldeo por arco con electro de revestido

� ÍNDICE

� ÍNDICE ................................................................................................ 2

� INTRODUCCIÓN ............................................................................... 3

5.1. Premontaje del conjunto soldado ...................................................... 4

5.1.1. El punteado y otros medios de premontaje ...................................... 4

5.1.2. Consideraciones para el punteado .................................................. 5

5.2. Cebado del arco ................................................................................. 8

5.2.1. Métodos de cebado del arco ............................................................ 9

5.2.2. Dificultades en el cebado del arco ................................................. 12

5.3. Baño de fusión .................................................................................. 14

5.3.1. Oscilación del baño de fusión ........................................................ 15

5.3.2. Anchura del baño ........................................................................... 17

5.3.3. Centro del baño alineado con el arco ......................................... 17

5.4. Ejecución del soldeo ........................................................................ 17

5.5. Interrupción del arco ...................................................................... 18

5.6. Empalme de los cordones ............................................................... 19

5.7. Retirada de la escoria ..................................................................... 20

5.8. Soplo del arco .................................................................................. 22

5.8.1. Causas del soplo del arco .............................................................. 22

5.8.2. Reducción del soplo del arco ......................................................... 25

5.9. Pestañas de escurrimiento o apéndices ........................................... 26

5.10. Precalentamiento y postcalentamiento ............................................ 28

5.11. Respaldo............................................................................................ 29

5.11.1. Tira de respaldo .......................................................................... 30

5.11.2. Soldadura de respaldo ................................................................ 31

5.11.3. Barra de cobre de respaldo ........................................................ 32

5.11.4. Respaldo no metálico .................................................................. 33

� Resumen .............................................................................................. 35



� INTRODUCCIÓN

El soldeo con electrodo revestido requiere de destreza manual e intelectual.

En esta unidad aprenderás las técnicas necesarias para saber ejecutar la soldadura correctamente. También se pretende dar una explicación de los fallos más comunes en el desarrollo de cada técnica y como solucionarlos.

Desglosaremos la técnica de soldeo en pequeñas partes conocidas como técnicas operativas, mostraremos el procedimiento o conjunto de reglas relacionadas para conseguir el objetivo o resultado de cada técnica.

Las distintas técnicas operativas se presentan siguiendo el orden lógico con el que se debe proceder ante cada soldadura en particular.

Esta base teórica es imprescindible para adquirir la destreza necesaria a la hora de llevar a cabo el soldeo y saber mejorar descubriendo los fallos en la técnica seguida.



Premontaje del conjunto soldado 1 5.1.

Durante todas las operaciones de soldeo, y en especial en los casos de soldeo por fusión, se producen una serie de esfuerzos que causan deformaciones en las piezas a soldar por efecto del incremento térmico.2

El soldeo lleva asociado la dilatación y posterior contracción de las piezas por efecto del calor. Este efecto se agrava al tener un cambio de fase, de líquido a sólido, en el baño de fusión, dando origen a fuertes tensiones en las piezas soldadas.

Por este motivo, debemos contar con los medios necesarios para garantizar que las piezas mantengan su posición durante la operación de soldeo, de no ser así, el conjunto soldado, posiblemente, no sea apto para el servicio por no tener la geometría adecuada, debido a que dichas tensiones producen fuertes deformaciones en el conjunto soldado.

Estos medios se conocen como premontajes. Como su nombre indica, los premontajes son métodos para realizar el montaje del conjunto soldado en una fase previa al soldeo, de tal forma que mantenga su posición durante el soldeo y posterior enfriamiento.

Los premontajes también evitan el posible cambio de posición de las piezas por motivos ajenos a los efectos térmicos, tales como empujones, golpes, peso propio, deslizamientos, etc.

El punteado y otros medios de premontaje 5.1.1.

Como hemos comentado en el punto anterior, si queremos que la posición de las piezas se mantenga constante durante todo el soldeo, debemos contar con medios que mantengan firmemente la posición de las piezas del conjunto a soldar, de tal forma que los esfuerzos de contracción sean anulados.

Existen distintos métodos para garantizar que las piezas no se deforman durante el soldeo. Podemos usar medios ajenos a la soldadura como sistemas de embridamiento, sostenes o puentes y utillajes de soldeo, o bien podemos usar la propia soldadura para fijar las piezas, mediante la técnica conocida como punteado.

Escoger un medio de fijación u otro suele ser decisión del ingeniero de procesos o diseño, aunque realizar el premontaje del conjunto es trabajo del soldador. Muchas empresas no cuentan con estos servicios de ingeniería, por lo que basan esta decisión en la experiencia y conocimientos del soldador.

1 Riesgo,G.(2016). Manual del soldador (pp 428-438) CESOL 2 http://www.monografias.com/trabajos104/efecto-temperatura-propiedades/efecto-temperatura-propiedades.shtml http://www.soldexa.com.pe/soldexa/sp/education/blog/dilatacion-y-contracion-de-los-metales-en-la-soldadura.cfm



Existen diversos factores que afectan a la elección entre un método de premontaje u otro. Por ejemplo, si se va a fabricar una tirada larga de piezas, quizá el utillaje de posicionamiento sea la opción más correcta, ya que este tipo de sistema reduce al mínimo el tiempo de preparación y posicionamiento de material, compensando la inversión económica del utillaje.

Dentro del campo de la soldadura, el utillaje suele ser una bancada con una serie de topes que registran la posición de las piezas. Estas bancadas suelen estar equipadas con herramientas que funcionan a modo de pinzas, las cuales mantienen la posición de las piezas ante los efectos de la soldadura.

Si se trata de soldaduras de pocas piezas se emplearán premontajes mediante embridamiento o sostenes. En la mayoría de estos casos la inversión en el utillaje no es rentable o su empleo es debido a que hacer uso de un utillaje es técnicamente imposible.

Este método resulta muy útil cuando se persiguen calidades muy altas en la junta de soldadura, especialmente en la pasada de raíz. Esto es debido a que gracias al embridamiento no es necesario el punteado de las piezas, por lo que el cordón se ejecuta sobre una junta totalmente limpia y constante.

Con este sistema de premontaje, las bridas o sostenes son soldadas a las piezas, de tal manera que mantienen su posición durante el soldeo. Evidentemente las bridas son metálicas, normalmente del mismo material que las piezas y su diseño se ajusta a las necesidades del conjunto, tales como tamaño, resistencia, forma, etc.

Cuando se termina el soldeo o cuando la propia soldadura es suficiente para mantener las piezas (casos de soldadura multipasada), se liberan las bridas amolando la soldadura existente entre la brida y las piezas.

En los demás casos se empleará el punteado, siendo éste el método más utilizado, por su sencillez y economía.

Consideraciones para el punteado 5.1.2.

El punteado es una técnica que usa la propia soldadura para posicionar las piezas, es decir, se hacen pequeños cordones o puntos sobre la junta, de esta forma las piezas no cambian su posición durante el soldeo debido a la resistencia de los puntos.

Se practica justo antes de la soldadura inicial, revisando las dimensiones y posiciones de las piezas después del punteado, claro está.

De esta forma se garantiza que no haya variación en la forma final de la pieza y que la junta de soldadura se mantenga constante durante toda su longitud en la fase de soldeo, sin empleo de otros medios.



Para el correcto punteado debemos tener en cuenta una serie de factores que enumeramos a continuación:

I. Tamaño y cantidad de los puntos, según el espesor del metal base. II. Secuencia y efecto de los propios puntos.

III. Efecto de los puntos sobre la soldadura final.

Tamaño y cantidad de los puntos, según el espesor del metal base

Varía desde 3 milímetros de longitud (mínimo para garantizar una buena fusión), para espesores finos, hasta 25 milímetros, para soldadura de espesores gruesos.

Es evidente que mayores grosores de pieza permite el uso de electrodos de mayor diámetro y, por tanto, cordones de mayor tamaño. Los cordones grandes producen fuertes tensiones y es necesario que el punto sea mayor para soportar dichos esfuerzos.

Sin embargo, los espesores finos se sueldan con electrodos de menor diámetro y menor aporte de soldadura, por lo que puntos más pequeños serán capaces de soportar las tensiones producidas.

Podemos usar tantos puntos como queramos, por lo que es más sensato usar puntos pequeños (producen menores tensiones que puntos mayores), aumentando el número de puntos para garantizar su resistencia, aunque debemos tener en cuenta que muchos puntos dificultan el soldeo y aumenta la probabilidad de la aparición de defectos.

Secuencias y efectos de los propios puntos

El factor más importante para realizar un punteado correctamente es tener en cuenta los efectos de los propios puntos (evidentemente las piezas deben estar bien posicionadas durante el punteado). Los puntos, aunque de menor tamaño, son cordones de soldadura, por lo que producen los mismos efectos sobre el conjunto soldado que el resto de la soldadura.

Para evitar que los puntos de soldadura afecten a la geometría del conjunto soldado, es necesario seguir una secuencia de punteado determinada, a través de la que se pretenda minimizar los efectos de la contracción de los puntos. A continuación podemos ver un ejemplo del efecto que produce un punteado mal secuenciado.

Figura 5.1. Contracción producida por los puntos.



Podemos observar que la geometría final de la pieza está afectada y hay un estrechamiento en la junta de soldadura, causado por el propio efecto de los puntos.

La secuencia de punteado debería de haber sido tal como muestra la imagen siguiente3

Figura 5.2. Secuencia de puntos.

Esta práctica de secuencia de puntos es perfectamente aplicable a una situación real de trabajo, pero será la práctica y la experiencia quien enseña cuántos puntos debe tener el punteado, qué secuencia y qué tamaño de punto seguir.

No es fácil anticiparse al comportamiento de la pieza a soldar. Las contracciones que realiza la soldadura producen variaciones en la geometría de la pieza siempre de la manera que le resulta "más cómodo" a los esfuerzos de contracción, es decir, de la forma que encuentra menos oposición a la variación de forma, pudiendo realizar dos contracciones distintas incluso ante la misma situación. Es necesaria mucha experiencia en la soldadura para determinar con precisión el comportamiento del conjunto soldado.

En la soldadura de tubos o de piezas cilíndricas se debe seguir un reparto de puntos que equilibre las tensiones de contracción sobre los tubos, manteniéndolos alineados en todo momento, tal como muestra la figura siguiente.

Figura 5.3. Punteo de tubos.

3 Revisión Técnica Carretero, J. (1985) Física, Materia, Átomos, Energía Barcelona Plaza y Janes Editores



Efecto de los puntos sobre la soldadura final.

Se debe tener en cuenta, cuando punteamos la pieza, los efectos que van a producir la presencia de los propios puntos a la hora de ejecutar la soldadura final. Se va a ejecutar una soldadura sobre una junta irregular y tendremos que adaptar la soldadura a las irregularidades que se presenten.

Una gran solución es distanciar los puntos a una longitud tal que corresponda a la longitud del cordón consumiendo un electrodo completo. De este modo, el cordón se ejecutaría sobre una junta regular, iniciándose y terminándose sobre un punto.

Podemos también pasar sobre el punto sin interrumpir el cordón, disminuyendo el tamaño del baño, ajustándolo de tal manera que se minimice el efecto del punto. Ante este supuesto podemos amolar los puntos para disminuir su grosor y facilitar la ejecución del cordón o bien podemos hacer los puntos cóncavos previniendo un sobre espesor en el cordón fina.

Cebado del arco4 5.2.

El establecimiento o cebado del arco es la técnica mediante la cual se comienza la fusión del electrodo, permitiendo que la corriente eléctrica circule a través del aire, generando la energía calorífica suficiente para fundir el electrodo y el metal base.

El cebado comienza poniendo en contacto directo el electrodo con la pieza durante un breve instante de tiempo (la duración del contacto es inferior a medio segundo), después del contacto, el electrodo debe separarse de la pieza a una longitud determinada, conocida como longitud de arco. Si se ha procedido correctamente, entre el electrodo y la pieza tendremos un arco eléctrico y el electrodo comenzará a fundirse.

El arco eléctrico se produce gracias a que el aire sufre un proceso de disociación e ionización tal y como hemos visto en unidades anteriores. Vamos a ver como mediante el cebado del arco se consigue la disociación e ionización del aire:

• Durante el breve periodo de tiempo en que la pieza y el electrodo están en contacto directo, el circuito de soldadura está trabajando en cortocircuito, y la intensidad circulante es muy elevada (intensidad de cortocircuito: lcc). La

superficie de contacto entre la pieza y el electrodo es el punto con mayor resistencia del circuito, por lo que esta zona alcanza alta temperatura a causa del efecto Joule produciendo dos efectos:

• Aumenta el poder termoiónico del electrodo.

4 https://youtu.be/XX30Qy6QbeM



• Comienza a gasificarse el electrodo.

• Al alejar el electrodo de la pieza, la intensidad circulante por el circuito es nula pero el potencial que suministra la fuente es máximo (tensión de vacío: VO). El

efecto combinado del poder termoiónico del electrodo y los gases generados por el revestimiento hace que la tensión de vacío sea suficiente para ionizar el aire y permitir el arco eléctrico.

Figura 5.4. Curva característica de la fuente de c orriente constante.

Métodos de cebado del arco 5.2.1.

El cebado del arco es una técnica que presenta dificultades, especialmente a soldadores poco experimentados. Por esto se han desarrollado dos métodos para establecer el arco correctamente sin presentar grandes dificultades. Cada método tiene sus particularidades, tanto en la técnica como en los resultados obtenidos, ambos persiguen el mismo fin: que el electrodo no se quede pegado en su encendido y que se inicie el arco de manera estable. Éstos son:

• Método de raspado.

• Método de picado.

5.2.1.1. Cebado del arco mediante el método de raspado

Con el equipo en condiciones de funcionamiento y manteniendo la posición correcta, se debe proceder de la siguiente manera:



• Situar el electrodo a una distancia prudente de la pieza a soldar (para evitar que el electrodo y la pieza entren en contacto por error). Alejar el electrodo a una distancia de entre 5 a 15 mm del punto de inicio del cordón, en la dirección correspondiente al avance del cordón.

• Bajar el electrodo hasta tocar la pieza, cuando se toquen pieza y electrodo arrastrar el electrodo suavemente (en dirección contraria al avance del cordón), hasta la posición inicial del cordón sin detener el movimiento. A continuación, elevar suavemente la punta del electrodo hasta que exista la longitud de arco adecuada entre la punta del electrodo y el metal base. El proceso de fusión debe haber comenzado.

• Todo el movimiento debe ser sincronizado, sin pausas ni paradas (Fig. 5.5).

Figura 5.5. Encendido de electrodo mediante rascado .

El efecto buscado mediante el rascado es un efecto muy similar al encendido de una cerilla. Veremos que al arrastrar el electrodo chisporrotea, aunque no llega a establecerse el arco completamente hasta que llegamos a la posición de inicio del cordón y lo levantamos, igual que cuando encendemos una cerilla.

El chisporroteo inicial sirve para elevar la temperatura del alma del revestimiento (alcanza el color rojo y desprende pequeñas gotas de metal fundido), de este modo el alma mejora su poder de emisión termoiónica, además el revestimiento comienza a gasificarse. Si el alma estuviese fría, sería mucho más difícil iniciar el arco.

No es fácil conseguir este efecto en la primera prueba, es necesario un tiempo de práctica para conseguir que el electrodo se desplace con velocidad adecuada en el rascado, así como saber sincronizar correctamente todos movimientos.



Es importante saber por qué el rascado comienza desde una posición levemente adelantada y en dirección de avance del cordón (entre 5 a 15 mm):

• Mediante esta técnica se persigue anular los efectos perjudiciales para la soldadura del fenómeno conocido como 'gota fría' , también se pretende haber generado la cantidad necesaria de gases para la correcta protección del cordón.

• Este fenómeno se basa en que las primeras gotas fundidas se desprenden del electrodo alcanzando al metal base sin que se haya producido el baño de fusión por completo. Estas gotas iniciales se enfrían bruscamente al alcanzar la pieza, sin llegar a recombinarse efectivamente con el metal base, originando diversos efectos perniciosos para la calidad final de la soldadura.

• Como las primeras gotas, liberadas en el rascado, se han depositado sobre la zona de pasada del cordón, refundiremos las gotas frías cuando avancemos con el baño fundido, recombinándolas con el metal soldado y eliminando dichos efectos.

• Debemos prestar atención al desplazamiento del electrodo en la fase de rascado. Dirigir el electrodo fuera de la zona de soldadura causará daños sobre el metal base, conocidos como marcas de cebado.

5.2.1.2. Establecimiento del arco mediante el método de picado

El método de picado está caracterizado por ser un método mediante el cual podemos comenzar el inicio del cordón desde un punto preciso, ya que no existe desplazamiento lateral del electrodo como sucede en el caso del rascado.

Es especialmente útil cuando se sueldan espesores delgados o con preparación de bordes muy finos (electrodos de diámetro pequeño se calientan rápidamente). También para piezas pequeñas y precisas.

Para establecer el arco mediante este método debemos proceder de la siguiente manera:

• Mantener el electrodo alineado al punto desde el cual va a comenzar el cordón. Distanciado del metal base entre 5 y 15 mm.

• Bajar el electrodo rápidamente, golpear el metal base y hacer rebotar el electrodo a una distancia equivalente a la longitud del arco. Si la práctica es correcta, el electrodo se habrá encendido correctamente (Fig. 5.6).



Figura 5.6. Encendido de electrodo mediante picado .

El efecto es similar a picar el metal base con la punta del electrodo.

Tener la habilidad de picar el electrodo a la velocidad correcta, hacerlo rebotar hasta la distancia correcta, que no se quede pegado en ningún momento y además que golpee en el punto preciso, no es fácil, requiere de mucha práctica y habilidad por parte del operario.

Si encuentras dificultades para golpear el punto de inicio con precisión, puedes emplear la mano que tengas libre para coger el electrodo cerca de la punta y guiarlo de manera precisa. Presta especial atención a la distancia a la que mantienes la mano guía de la punta, ya que el arco genera mucha energía calorífica y puede quemar la mano incluso cuando está protegida por guantes.

Dificultades en el cebado del arco 5.2.2.

Comenzar la soldadura con una mala elección de los parámetros de soldeo es garantía de errar en la ejecución del soldeo.

Tener ajustados todos los parámetros que afectan al soldeo (polaridad e intensidad de corriente, ángulos del electrodo, velocidad de avance, etc.) y saber que éstos son los más adecuados a nuestra situación de soldeo, es fundamental para no errar en el inicio de la soldadura, ya que inmediatamente después de establecer el arco se procede con la soldadura, sin interrupción de ningún tipo.

Con el establecimiento del arco, se inician todas soldaduras propiamente dichas. También es el primer punto donde la persona que comienza su preparación como soldador encuentra las primeras dificultades.

Si al comienzo de tu práctica encuentras dificultades para establecer el arco, no desistas, todos soldadores han pasado por esta fase.

Básicamente dos dificultades aparecen comúnmente al intentar establecer el arco:



• El electrodo se queda "pegado" a la pieza.

• No se enciende el arco de manera estable.

5.2.2.1. El electrodo se queda "pegado" a la pieza

La falta de práctica y experiencia hace que cuando el soldador intenta encender el electrodo y crear el baño de fusión, el electrodo se queda pegado al metal base.

• Durante el contacto entre electrodo y pieza, la temperatura se eleva rápidamente en la punta del electrodo. Si el tiempo de contacto es demasiado prolongado, la temperatura alcanzada es suficiente para fundir el electrodo, quedando pegado a la pieza.

• El soldador ha elevado el electrodo después del contacto estableciendo el arco, pero el crecimiento del baño de fusión hace que entre en contacto directo con el electrodo, quedando fuertemente soldado. Esto tiene dos motivos:

o El alejamiento del electrodo es demasiado corto, por lo que el baño rápidamente alcanza la punta del electrodo.

o No se avanza con el baño, de tal forma que éste crece hasta tocar el electrodo.

Cuando esto ocurra debemos liberar al electrodo rápidamente de la pinza, apretando el gatillo y separándolos (pinza y electrodo).

De esta forma conseguimos que el equipo trabaje el mínimo tiempo posible en cortocircuito.

Posteriormente debemos despegar el electrodo. Esto se consigue balanceándolo de un lado para otro hasta que se parte la unión.

Ten mucho cuidado en no tocar el electrodo sin guantes, ya que ha tenido tiempo suficiente para calentarse. Es mucho más adecuado usar unas tenazas o alicates.

En caso de no despegarse el electrodo al balancearlo, golpea la pegadura con cortafríos y martillo. Si esto no es suficiente, usa una amoladora para desbastar la gota que une el electrodo y la pieza, ten especial cuidado al liberar el electrodo ya que se puede proyectar con mucha velocidad.

El electrodo pegado se desecha, ya que es inevitable deteriorar el revestimiento.



5.2.2.2. No se enciende el arco de manera estable

Es posible que aun siguiendo una técnica aparentemente correcta, el arco no se establezca de manera estable. Esto puede estar causado por:

• Intensidad de corriente insuficiente.

• Tiempo de contacto demasiado corto o raspado demasiado rápido.

• Levantar el electrodo hasta una longitud excesiva.

Baño de fusión 5.3.

Tras el establecimiento del arco, el electrodo comienza a fundirse a causa de las altas temperaturas que genera el arco.

El metal base también se funde por el mismo efecto, además recibe las gotas de metal fundido que se desprenden del electrodo. Ambos se combinan formando una gota compuesta por metal base y metal de aportación, conocida como baño de fusión.

No debemos confundir el baño de fusión con las escorias. El baño de fusión sólo está formado por los metales fundidos, las escorias son el resto de componentes fundidos provenientes del revestimiento, que tras su solidificación serán eliminados.

El baño de fusión no es estático. Desde su origen, el baño de fusión debe estar en constante movimiento para que pueda producirse la soldadura.

Aunque sí que existe un movimiento del baño por la oscilación del electrodo, y por su propia agitación térmica, el avance del baño es un efecto visual, en el que da la impresión que vamos moviendo el baño en la dirección de avance de la soldadura.

Lo que está ocurriendo realmente es que el baño lo vamos dejando atrás y vamos creando un nuevo baño, pero de manera continua, sin interrupción. El cordón que vamos produciendo es la parte del baño que vamos dejando atrás solidificado.

El baño de fusión se controla mediante el avance y la oscilación de la punta del electrodo, pues la cantidad de metal aportado, para un tipo de electrodo y una corriente dada, será siempre constante. Si no fuera constante, tendríamos variaciones en la longitud de arco o variaciones en el valor de la corriente y, por lo tanto, produciríamos efectos indeseables.

La correcta ejecución de la soldadura depende principalmente del control sobre el baño de fusión. De su mal comportamiento se derivan defectos como falta de penetración y



fusión, sopladuras, mordeduras, inclusiones de escorias o formas indeseadas de cordón (los defectos que afectan a la soldadura son tratados en la unidad 6 de este manual).

Mediante el control de la anchura del baño ajustaremos el tamaño de cordón deseado, teniendo en cuenta que la parte superior del baño está formada por escoria solidificada, y que ésta no forma parte del cordón (el espesor de la escoria es variable, depende del tipo de revestimiento).

Para una buena práctica de soldadura recomendamos prestar especial atención a las siguientes características del baño:

• Oscilación del baño.

• Anchura del baño.

• Centro del baño alineado con el arco.

Oscilación del baño de fusión 5.3.1.

La oscilación del baño está causada por el movimiento transversal de la punta del electrodo. Es el soldador quien, con el movimiento de muñeca, da origen a esta oscilación, pudiendo ser de distintas formas, tales como ochos, ces, movimiento en zigzag, etc.

Cuando se está realizando un cordón estrecho no se aconseja hacer oscilar el baño, ya que es la mejor forma de conseguir la sección adecuada. Se conocen como cordones rectos, aunque en realidad el baño también tiene una pequeña oscilación por el movimiento inevitable del soldador.

Los movimientos oscilatorios más comunes del electrodo los podemos ver en la siguiente imagen:



Figura 5.7. Movimientos oscilatorios comunes

Esta oscilación se realiza para que el baño funda correctamente los bordes de la unión, por lo que una correcta oscilación conlleva una buena fusión en el cordón. Todos movimientos llevan una breve parada en los bordes o una disminución considerable de la velocidad. De esta manera se reparte adecuadamente el metal de aportación, dando al cordón, la forma adecuada.

Si el movimiento de oscilación es excesivo el baño fundirá demasiado los bordes; por lo tanto, es muy probable la aparición de mordeduras sobre el límite del cordón, a causa de que la anchura del baño no es suficiente para recargar la erosión causada en los bordes.

Sin embargo una falta de oscilación causa falta de fusión en los bordes y, en ocasiones (como la soldadura en ángulo), inclusiones de escoria. Esto es debido a que el baño no se reparte bien entre los bordes y la escoria queda atrapada en las zonas donde el baño no tiene el espesor adecuado, es un efecto similar a producir dos cordones simultáneamente, y entre ambos escoria alojada.



Anchura del baño 5.3.2.

De la oscilación de la punta del electrodo, de la velocidad de avance, del tipo de electrodo y de la posición de soldadura dependerá la anchura del baño.

Conseguir un baño ancho y disperso originará defectos por falta de penetración en raíz, contrariamente al efecto logrado con baños estrechos y concentrados que pueden originar exceso de penetración.

Centro del baño alineado con el arco 5.3.3.

Durante la ejecución del cordón se debe mantener la alineación del centro del baño con el eje del arco (en el sentido del avance de la soldadura, en el sentido perpendicular se realiza el balanceo del arco).

En ocasiones el baño se adelanta (efecto muy común en soldadura vertical descendente) o queda atrás (movimiento brusco en el movimiento de avance). En ambos casos se está propiciando la aparición de sopladuras, ya que el gas envolvente del arco pierde eficacia en su función protectora del baño.

Otro problema asociado a este efecto es la aparición de inclusiones sólidas en el cordón. Cuando la escoria que flota sobre el baño de fusión se adelanta o se queda atrás, deja de recibir el calor directo del arco y, por lo tanto, comienza a solidificarse; por lo tanto cuando la escoria se adelanta tiene que ser refundida para poder continuar con la soldadura y, en casi todos los casos, el calor aportado es insuficiente, debido al carácter refractario de las escorias, apareciendo dichas escorias como inclusiones dentro del cordón.

Ejecución del soldeo 5.4.

Una vez hecha la selección de parámetros que afectan a la soldadura (vistos en la unidad 4), y respetando todas las medidas de seguridad e higiene (vistas en la unidad 7), estamos en disposición de ejecutar el soldeo.

La posición de las piezas a soldar debe estar garantizada mediante punteado u otro tipo de fijación.

Con la fuente de alimentación encendida, la pieza conectada al polo correspondiente y el electrodo sujeto a la pinza portaelectrodos comienza la ejecución del soldeo:

• Encender el arco mediante el método de rascado o de picado.

• Mantener la orientación del electrodo mientras se funde a lo largo de toda la soldadura.



• Al fundirse el electrodo hay que bajar el electrodo hacia la pieza de manera constante, de tal forma que la longitud de arco se mantenga constante.

• Al fundir el electrodo se engrosa el baño de fusión, cuando éste alcanza el tamaño deseado se debe avanzar con el baño, a velocidad constante, de tal forma que el baño solidifique con sección constante.

• Según el tipo de cordón, el baño de fusión avanzará recto o con oscilación (cordones rectos o balanceados).

• La oscilación escogida tiene que repetirse a lo largo de toda la longitud del cordón, sin brusquedades y con la mayor repetitividad posible.

• Cuando la soldadura llegue a su fin o el electrodo esté consumido debemos interrumpir el arco eléctrico siguiendo la técnica adecuada (ver el punto 5.5 interrupción del arco).

• Eliminar la escoria solidificada sobre el cordón, asegurarse de que no queda ningún resto de escoria mal retirada.

• En caso de haber interrumpido la soldadura por cambio de electrodo, comenzar desde el principio de la enumeración, pero ajustando la técnica a la seguida para empalmar los cordones (ver el punto 5.6 empalme de cordones).

Interrupción del arco 5.5.

Toda soldadura termina con una interrupción del arco. Existen dos motivos por los que debemos interrumpir el arco:

• Fin del cordón.

• Agotamiento del electrodo.

Interrumpir el arco consiste en detener el paso de la corriente eléctrica a través del aire y otros gases generados por el revestimiento. Apagar el equipo no es la solución, como podría pensar una persona desconocedora del entorno del soldeo. Debemos considerar que en nuestras manos sólo tenemos la pinza porta electrodos y debemos realizar la interrupción manejándola.

Existen dos métodos de interrumpir el arco:

• Corte por alargamiento del arco.



• Corte por movimiento lateral brusco.

El corte por alargamiento consiste en aumentar la longitud de arco, separando la punta del electrodo de la soldadura suavemente hasta que la tensión que suministra la fuente no es la suficiente como para ionizar la columna de gases, por lo que no puede seguir circulando la corriente y el arco se apaga.

Este método de corte tiene una característica: las gotas de metal fundido que se desplazan desde la punta del electrodo hasta el metal base sólo se desprenden de la punta del electrodo si están suficientemente próximas al metal base, por efectos electromagnéticos. Por lo tanto existe un periodo, mientras aumentamos la longitud de arco, en el que el baño de fusión sigue recibiendo el efecto térmico del arco pero no más metal y revestimiento, por lo que ese calor se emplea en calentar el baño y las zonas adyacentes, consiguiendo, una vez terminado el arco, que el enfriamiento sea menos brusco, aminorando los efectos de contracción en el cráter que originan rechupes y grietas.

El corte por movimiento lateral brusco consiste, tal y como indica su nombre, en romper el arco por un movimiento rápido, sin cambio en la longitud del arco, en la dirección de avance de la soldadura. Una vez interrumpido el arco y sin detener el movimiento, debe alejarse la punta del electrodo de la placa ya que al estar todavía caliente puede reiniciarse el arc

El enfriamiento del baño es más brusco que cuando se corta el arco por alargamiento, posibilitando la aparición de rechupes y grietas, aunque es un método más rápido.

Es recomendable su uso cuando se sueldan espesores finos, ya que el incremento térmico que supone estirar el arco puede agujerear la pieza.

Debemos prestar especial atención a las explicaciones anteriores, ya que la interrupción de un cordón es un punto considerado como crítico ante la aparición de defectos.

Empalme de los cordones 5.6.

En el proceso de soldeo con electrodo revestido, el electrodo no es continuo, por lo que en la casi totalidad de las soldaduras, salvo soldaduras muy cortas aparecerán paradas, en



las que será necesario el cambio del electrodo consumido, seguido de la eliminación de la escoria del cordón y posterior reinicio de la soldadura con un electrodo nuevo.

El inicio de un cordón siempre es un punto crítico para la aparición de defectos. A esta situación se suma la aparición de defectos, consecuencia del empalme de dos cordones; por esto debemos prestar especial atención a la ejecución del empalme.

Debemos tener en cuenta que un empalme consiste en la interrupción de un cordón y el inicio de otro cordón sobre el anterior interrumpido.

Durante el tiempo de parada es evidente que el metal base se enfría, que el reinicio del cordón se ejecuta con un electrodo frío y además el nuevo cordón no comienza sobre el metal base ni sobre una pestaña de escurrimiento (ver el punto 5.9 pestañas de escurrimiento), sino sobre otro cordón de soldadura, por lo que su ejecución resulta más compleja y la penetración de raíz será insuficiente, si no se adoptan las medidas necesarias.

Para minimizar estos efectos debemos estrechar el cordón antes de su interrupción, aumentando la velocidad de desplazamiento, en una longitud de al menos 5 mm.

Debemos eliminar siempre minuciosamente la escoria antes de empalmar el cordón; así evitaremos defectos por inclusión de escorias.

Ya con el nuevo electrodo debemos iniciar el arco en la finalización del cordón, retroceder con el arco hasta donde comienza el estrechamiento del cordón anterior y superponer el baño ligeramente.

Cuando hayamos rellenado la parte correspondiente al estrechamiento de 5 mm del cordón, el calor acumulado en el baño y en el metal base será suficiente como para no dificultar el efecto de penetración del baño.

También existe la técnica, entre soldadores muy experimentados, de realizar el empalme sin limpiar la escoria. Esta técnica se conoce como empalme en caliente. Consiste en realizar un cambio de electrodo muy rápido, el baño casi no pierde temperatura y se comienza el siguiente cordón refundiendo la escoria del cordón depositado, continuando sin interrupción.

Retirada de la escoria 5.7.

Tras la ejecución de cada cordón, éste queda cubierto por una capa de escoria solidificada de aspecto característico, la cual debe eliminarse para poder dar como finalizada la ejecución del cordón.

Es tarea del soldador la correcta eliminación de dicha escoria y la presentación de un cordón limpio.



Si la práctica del cordón ha sido correcta, la escoria se desprende de la cara del cordón sin presentar mucha resistencia, aunque es necesario eliminarla mediante picado, usando una piqueta destinada a este fin, y un posterior cepillado, mediante cepillo manual de púas metálicas, para eliminar las pequeñas adhesiones de escoria que no hayan sido eliminadas por el picado.

El picado también puede hacerse mediante el uso de un buril y un martillo para golpearlo (Fig. 6.8).

El cepillado puede realizarse también mediante otros medios, por ejemplo: una máquina taladradora equipada con un cepillo metálico.

Figura 5.8. Aspecto característico de piqueta, gafa s y cepillo de púas .

Una vez hecho el picado y cepillado de la escoria debemos hacer una minuciosa observación del aspecto final del cordón, debemos observar que todo material presente en el cordón es metálico y que no presenta ninguna discontinuidad ni inclusión o presencia no metálica como restos de escoria u óxidos.

En el caso de existir escorias que no puedan ser eliminadas por estos medios, es posible que estemos ante un problema de inclusión de escorias o escorias atrapadas por los rebordes del cordón.

Ante estos casos, la manera de proceder es eliminando el material que veamos contaminado hasta que quede completamente sano, mediante métodos abrasivos, por ejemplo: esmerilando con la amoladora o usando el rotalim. Soldaremos sobre la zona sana para conseguir que la soldadura tenga la forma deseada.

Debemos considerar también que el mal acabado final de la soldadura, por suciedad, puede originar defectos de corrosión a medio plazo en piezas soldadas, ya que la pintura o tratamiento anticorrosivo no es eficaz cuando no cubre un material sano.

En el caso de soldadura de pasadas múltiples, si la limpieza de escoria es incompleta, la probabilidad de aparición de defectos en los cordones es muy alta.

Esto es debido a que soldaremos sobre un cordón sucio, causando presencia de escorias refractarias en el baño de fusión del nuevo cordón. En el mayor de los casos, el calor



aportado es insuficiente para refundir dichas escorias y en estado sólido presentan mucha dificultad para flotar en el baño de fusión, por lo que terminan quedando atrapadas en el cordón, dando origen a defectos por inclusión de escorias.

Es evidente que en cordones de sección casi plana o cóncava la escoria se eliminará fácilmente, sin embargo, donde exista un sobreespesor excesivo o un cordón en ángulo, pueden originarse regatas donde se aloja la escoria y es imposible de eliminar por métodos no destructivos.

Debemos considerar este efecto especialmente en el caso de soldaduras de pasadas múltiples, ya que si se sigue un orden inadecuado de pasada se producen regatas u oquedades estrechas y profundas (Fig. 5.9).

Figura 5.9. Soldadura de pasadas múltiples con orde n de cordones y efecto de la regata .

Soplo del arco 5.8.

Antes de comenzar con la operación de soldeo, debemos evaluar que en cualquier momento podemos encontrarnos con que el soplo afecta a nuestro arco eléctrico.

El soplo del arco es un fenómeno de origen magnético, afecta a la trayectoria del arco, desviándolo de su posición correcta, causando diversos problemas de calidad en el cordón por este motivo. También dificulta mucho la operación de soldeo.

Es un fenómeno que aparece al final y al comienzo de la soldadura principalmente, también cuando soldamos juntas con bordes preparados profundos o demasiado cerca de la conexión a masa.

Tipo y cantidad de corriente son factores determinantes para la aparición del fenómeno. Cuando soldamos con corriente continua y con alta intensidad se agravan los efectos.

El soplo del arco no aparece en soldaduras ejecutadas con corriente alterna o sobre materiales no ferromagnéticos.

Causas del soplo del arco 5.8.1.



La corriente eléctrica y los campos magnéticos son dos fenómenos que están estrechamente ligados, en la práctica totalidad de los casos no se pueden separar.

Todo conductor, por el que circula una corriente, genera un campo magnético a su alrededor, perpendicular a la dirección de la corriente.

El campo magnético produce alrededor del conductor unas líneas de fuerza denominadas flujo magnético.

Estas líneas estarán más concentradas cuanto mayor sea la intensidad de corriente que circule por el cable y mayores serán las fuerzas que originen (Fig. 5.10).

Figura 5.1O. Líneas de flujo magnético.

No todos los materiales presentan la misma facilidad para que un campo magnético se genere en él. Los aceros al carbono son materiales que presentan un buen magnetismo.

En condiciones normales de soldeo, el campo magnético aparecerá en el aire alrededor de los conductores y el electrodo, y en la pieza.

Mientras no existan grandes variaciones en la distribución de material de la pieza respecto al electrodo, las fuerzas son idénticas y equilibradas entre sí, no producen distorsión alguna sobre la trayectoria del arco.

Esto es así mientras nos mantenemos alejados de los extremos de la pieza.

Cuando nos encontramos cerca de alguno de los bordes, sucede que la distribución de material entorno al electrodo no es simétrica, por lo que el campo magnético debe inducirse por aire y por el metal de la pieza base.

Como el aire presenta mayor dificultad para inducir el campo magnético que el metal base, normalmente acero, el campo magnético se concentra en la parte de metal que está más próxima al extremo, causando una distribución asimétrica de campo y por tanto, originando fuerzas desequilibradas sobre la corriente produciendo la desviación del arco, ya que los campos magnéticos generan fuerzas sobre la corriente eléctrica (Fig. 5.11).



Figura 5.11. Líneas de flujo magnético inducidas en la pieza.

El arco siempre se alejará del lugar donde exista mayor concentración magnética porque el campo magnético generado por el arco es repelido por el campo magnético creado en la pieza.

A continuación podemos ver el efecto que tiene sobre el arco (Fig. 5.12).

Figura 5.12. Efecto de la ubicación de la conexión con la pieza de trabajo sobre el golpe de

arco.

Este efecto no sólo se produce al comienzo o al final de la soldadura, como hemos dicho, también se puede producir contra los bordes cuando soldamos con preparación de bordes profunda.

En estos casos, el soplo se produce porque el electrodo no está centrado entre los bordes, concentrando el flujo magnético en el borde más cercano al electrodo, desviando el arco en sentido opuesto.

Además de las causas que hemos visto, debemos considerar otro efecto, que bien puede producirnos soplo por sí mismo, bien puede agravarnos el problema de soplo en las dos situaciones anteriores.

Debemos considerar que la corriente eléctrica circula desde el electrodo hacia la conexión a masa, por lo que el campo magnético se concentra en torno al electrodo, hacia el lado de la conexión a masa. Esto es debido a que la intensidad de corriente del circuito de soldadura se concentra en esa dirección, produciendo mayores fuerzas magnéticas.



Por esto, podemos encontrarnos ante dos situaciones. Se puede soldar con dirección hacia la conexión a masa, pudiéndose manifestar el soplo hacia atrás, o se suelda alejándose de la conexión a masa, donde podremos tener el soplo hacia delante.

Podemos resumir los orígenes del soplo de la siguiente manera:

I. En el comienzo y en el fin del cordón: por concentración de flujo en el final de la pieza.

II. En bordes profundos: por estar el electrodo descentrado en la unión, se concentra el flujo magnético en el borde que se encuentre más cerca del electrodo.

III. Dirección de soldeo relativo a la pinza de conexión a masa, causando soplo hacia adelante o hacia atrás.

Reducción del soplo del arco 5.8.2.

La desviación del arco por efecto del soplo es origen de diversos problemas en la unión soldada, pudiendo llegar a hacer imposible la práctica de ésta.

Los defectos más comunes son:

• Falta de fusión en uno de los bordes, ya que el arco se desvía del centro, produciendo un aporte térmico desequilibrado.

• Proyecciones de metal fundido fuera de la zona de soldadura, ya que el soplo desvía las gotas de metal que son transportadas por el arco, llegando a alcanzar zonas fuera de la zona de soldadura.

• Problemas de inclusión de escorias en el cordón. Cuando tenemos soplo hacia adelante y estamos trabajando con electrodos que generan mucha escoria, el reparto del baño fundido no es homogéneo cuando se da el soplo; tenemos que refundir la escoria y recuperar el baño fundido, originando diversos problemas.

Para reducir el efecto del soplo del arco, si éste es muy fuerte y tenemos unos parámetros de soldeo muy ajustados a nuestra situación, la mejor opción es cambiar de corriente continua a corriente alterna, realizando los ajustes necesarios.

Si el soplo no es tan fuerte, lo más correcto es seguir una serie de consejos para minimizar sus efectos.

Los consejos a seguir pueden resumirse de la siguiente manera:



• Colocar la conexión a masa lo más lejos posible de la soldadura.

• Si tenemos soplo hacia atrás, situar la conexión a masa en el comienzo de la soldadura.

• Si tenemos soplo hacia adelante, situar la conexión a masa en el final de la soldadura.

• Direccionar el arco, moviendo el electrodo, de tal manera que se oponga al soplo del arco.

• Reducir en lo posible la longitud de arco: de este modo se minimiza la desviación.

• Reducir la corriente de soldadura tanto como sea posible.

• Soldar con pestañas de escurrimiento: de esta manera no se soluciona el soplo en los extremos del cordón, pero los extremos se eliminan con las pestañas al finalizar la soldadura, eliminando la zona afectada.

• Enrollar el cable de conexión a masa alrededor de la pieza a soldar, utilizando las líneas de campo que genera el cable para contrarrestar el efecto del soplo.

Pestañas de escurrimiento o apéndices 5.9.

El punto de inicio y el punto final del cordón siempre son lugares críticos para la aparición de defectos, además en estos puntos hay una variación en la sección del cordón por efecto de las contracciones causadas por la variación de la temperatura o por no alcanzar la temperatura suficiente:

• En la finalización del cordón el defecto está causado por el fenómeno conocido como cráter de soldadura o rechupe. Tiene su origen en las tensiones térmicas que se originan durante la solidificación del metal. Como se enfría del exterior hacia dentro, la última zona en enfriarse sufre contracciones que originan el rechupe.

• El inicio del cordón difícilmente logra tener la misma distribución de metal de aportación que en el resto del cordón, ya que la pieza no se encuentra a temperatura homogénea, y por lo tanto el baño de fusión no se comporta de la misma manera. Es común que el inicio del cordón sea más estrecho y abultado, ya que en el resto del cordón, por estar el metal caliente, el baño es más fluido.



Algunas piezas necesitan garantizar que el cordón sea totalmente regular en toda su longitud.

Ante esta situación la mejor opción es emplear pestañas de escurrimiento (Fig.5.13). De esta forma las zonas críticas de inicio y parada no forman parte de la soldadura final.

Las pestañas de escurrimiento son insertos de metal que se añaden a la pieza a soldar para conseguir que los bordes de soldadura se extiendan fuera de la longitud de la pieza. De esta forma el cordón se inicia y se acaba fuera de la pieza.

Al finalizar la soldadura la pestaña debe ser retirada mediante métodos de corte y saneado, mediante amolado u oxicorte y amolado principalmente.

Figura 5.13. Aspecto de pestaña de escurrimiento.

Evidentemente las pestañas de escurrimiento deben tener la misma preparación de bordes que la pieza, aunque no es necesario que tengan las mismas dimensiones, a excepción del espesor que sí se recomienda que sea el mismo. Si el tamaño de la pestaña es menor, se consigue un ahorro de material considerable.



Precalentamiento y postcalentamiento 5.10.

El precalentamiento y el postcalentamiento son técnicas que se usan para minimizar los efectos que sufren los metales a causa de la fuerte variación térmica que causa el soldeo, tales como la aparición de grietas o de cambios metalúrgicos en el metal base.

Consiste en elevar la temperatura del metal base, mediante la aplicación de calor y suele hacerse con soplete (pueden usarse otros medios como mantas térmicas). Generalmente se emplean sopletes oxiacetilénicos con boquillas destinadas a este fin (también pueden usarse otros combustibles como el butano o el gas natural). La llama debe ser neutra, a excepción de los materiales bases que requieran atmósferas carburantes o reductoras.

Cuando se aplique el calor, el soplete debe estar en continuo movimiento, tanto en dirección longitudinal como a lo ancho de la junta a soldar, evitando que quede parado, focalizando la aplicación del calor.

La pieza debe calentarse de manera homogénea, si no se hace así, pueden producirse distorsiones térmicas que comprometan la validez de la pieza.

Según el momento en el que se aplique el calor se puede distinguir entre:

• Precalentamiento: consiste en aumentar la temperatura de la pieza hasta el valor deseado, antes de comenzar la soldadura.

• Calentamiento entre pasadas: como su nombre indica, consiste en el mantenimiento de la temperatura entre cordones.

• Postcalentamiento: se aplica calor una vez terminada la soldadura, para lograr un enfriamiento más lento.

Debemos considerar que un precalentamiento excesivo es siempre indeseado, por lo que se debe controlar el calor aportado mediante termómetros de contacto, pirómetros de radiación u otros medios para medir la temperatura.

El aporte excesivo de calor puede comprometer las propiedades de la pieza, además de ser un costo adicional. También el soldador sufre el efecto del precalentamiento, aumentando su incomodidad durante la soldadura.

El precalentamiento se aplica en la soldadura de muchos materiales, con distintos objetivos, siendo los principales metales precalentados:

• Aceros endurecibles.

• Aceros de alta resistencia.



• Aceros inoxidables.

• Fundiciones.

• Aleaciones de cobre y aluminio.

El precalentamiento se aplica sobre estos materiales con distintos fines. Entre los más importantes se destaca lograr enfriamientos de la zona de soldadura más lentos, de este modo se evitan:

• La aparición de defectos en la constitución cristalina (el más común es el efecto conocido como temple).

• Se evita la aparición de grietas.

• El calor aportado también puede conseguir la disolución de elementos indeseados sobre la zona afectada por la soldadura, como la aparición de carburos en el acero inoxidable.

• Otro de los efectos perseguido mediante el precalentamiento es el de mejorar la penetración y la fusión del baño de soldadura en los metales con mucha conductividad térmica, como el aluminio y el cobre.

Respaldo 5.11.

En soldaduras de responsabilidad o bajo ciertas consideraciones de diseño (las soldaduras a tope siempre deben tener penetración completa), se exige que la soldadura tenga una penetración completa y garantizada.

Ante esta situación, una manera eficaz de garantizar la penetración de la soldadura es el empleo de respaldo.

El respaldo es un medio que proporciona un soporte al metal fundido, de tal manera que permite mayor aporte térmico en la soldadura y, por tanto, mayores fusiones y penetraciones, evitando la aparición de defectos por desfondamientos o descuelgues.



Los tipos de respaldo más comunes son los siguientes:

• Tira de respaldo.

• Soldadura de respaldo.

• Barra de cobre de respaldo.

• Respaldo no metálico.

Tira de respaldo 5.11.1.

La tira de respaldo es una banda de metal colocada detrás de los bordes de la unión, tal y como muestra la siguiente imagen.

Figura 5.14. Aspecto de soldadura con tira de respa ldo.

La presencia del respaldo permite soldar con mayor aporte térmico al que se haría sin la tira, de este modo se garantiza la correcta fusión y penetración en toda la soldadura. La tira queda unida a la pieza.

La tira de respaldo suele ser del mismo material que el material base, o al menos deben ser compatibles metalúrgicamente, ya que la tira queda unida al metal base.

La tira de respaldo debe fijarse correctamente al metal base (centrada respecto a la junta y sin separación), antes de proceder con el soldeo. De este modo se consigue evitar distorsiones geométricas que comprometan la calidad de la soldadura, tal como la separación de la tira del metal base. Esto ocasiona rendijas de escurrimiento de metal, logrando un perfil indeseado de soldadura.

Debemos tener en cuenta, mientras se instala la tira, de no incluir escorias o cualquier tipo de contaminante, tanto en la tira como en los bordes, ya que esto puede propiciar la aparición de defectos.

En ocasiones, por solicitaciones de servicio del conjunto soldado, la tira de respaldo debe ser eliminada (como en algunos casos de tuberías para distribución de fluidos). En tal situación deberemos de garantizar la accesibilidad del operario y la herramienta utilizada para tal fin. Ante esta situación es plenamente recomendable el uso de otros métodos de respaldo.



Soldadura de respaldo 5.11.2.

Esta técnica consiste en realizar un cordón por el reverso de la soldadura, antes de realizar la soldadura de unión. Consiste en sustituir la tira de respaldo por un cordón de soldadura.

El efecto logrado se representa en la imagen siguiente:

Figura 5.15. Aspecto característico de cordón con s oldadura de respaldo.

Es recomendable, después de la soldadura de respaldo (ejecutada por el reverso de la soldadura), sanear la penetración del cordón de respaldo mediante amolado (por el anverso de la soldadura), de esta forma el cordón empleado para la unión se ejecuta sobre una base limpia y regular: la zona de unión debe quedar regular y limpia de cualquier contaminante.

La soldadura de respaldo puede realizarse mediante electrodo revestido o bien usando otros procedimientos de soldeo, especialmente TIG.

En el caso de soldar el respaldo con electrodo revestido, se emplearán electrodos con características similares o superiores a las de los electrodos empleados para el relleno, aunque de diámetro menor.

Según las exigencias de calidad, cuando se requiere de unas superficies muy bien acabadas, es común realizar la soldadura de respaldo mediante soldadura TIG. En tal caso, deberemos asegurarnos de que el material de aporte de la soldadura TIG sea compatible metalúrgicamente con el material base y que proporcione, al menos, las mismas propiedades mecánicas a las obtenidas en la soldadura de la unión.

Esta técnica de respaldo es ampliamente usada, ya que supone un ahorro de costos, tanto en tiempo de ejecución como en materiales, aunque presenta el inconveniente de la accesibilidad: la propia geometría de la pieza en ocasiones impide que se pueda ejecutar la soldadura de respaldo, haciendo imposible el uso de dicha técnica.



Barra de cobre de respaldo 5.11.3.

Se puede emplear una barra de cobre con sección rectangular para respaldar el baño de fusión en su penetración.

Después de la soldadura la barra de cobre se retira y se reserva para usos posteriores.

Se emplea el cobre como material de respaldo por dos motivos:

• Alta conductividad térmica.

• Baja afinidad con el acero.

La alta conductividad térmica del cobre hace que la temperatura del baño de fusión en contacto con la barra se disipe rápidamente, impidiendo que se funda el cobre y quede soldada al cordón.

También es mucho más difícil que queden unidos porque el cobre tiene poca afinidad con el acero, a diferencia de otros metales como el latón que, sin necesidad de que el acero esté en estado líquido, se produce una unión íntima entre ambos.

Las barras de cobre pueden llevar agujero por donde circula líquido refrigerante. De este modo se potencia la conductividad térmica del cobre en la zona de fusión (Fig. 5.16).

En todo momento se debe contar con que la barra tenga la suficiente masa como para disipar el calor producido por el cordón. De no ser así el cobre puede llegar a fundirse, comprometiendo la validez de la soldadura y averiando gravemente la barra de respaldo.

Se debe tener en cuenta durante la soldadura que el arco eléctrico no incida directamente sobre la barra de cobre, ya que su poder calorífico lograría la fusión de la barra.



Figura 5.16. Barras de respaldo comerciales.

Respaldo no metálico 5.11.4.

El respaldo no metálico consiste en proporcionar respaldo refractario mediante una pieza moldeada y flexible, que se mantiene contra el dorso de la soldadura mediante cinta adhesiva (Fig. 5.17).

Suelen ser materiales compuestos cerámicos muy resistentes al calor, en la mayoría fibras de vidrio.

Después de la soldadura es retirado y desechado.

Figura 5.17. Respaldo no metálico.



Es un producto comercial y, por lo tanto, deberemos de consultar al distribuidor o fabricante los tipos existentes, así como las capacidades y limitaciones de cada producto.



� Resumen

• Durante el proceso de soldeo se producen deformaciones en las piezas, éstas son originadas por las fuertes tensiones producidas por las variaciones de temperatura (dilataciones y contracciones); por ello, debemos emplear premontajes que nos ayudarán a mantener la pieza en su posición antes, durante y después del soldeo, evitando así su deformación.

Existen distintos métodos de premontaje, podemos utilizar la propia soldadura, método conocido como punteado, o bien medios externos como bridas, sostenes o puentes y utillajes de soldeo.

• El cebado del arco se produce al poner en contacto directo el electrodo y la pieza, con el objetivo de que éste se funda debido a la energía calorífica que se genera al circular la corriente eléctrica a través del aire.

El cebado del arco se puede establecer mediante raspado o picado del electrodo. Pueden darse dos problemas a la hora de realizar el cebado del arco, bien que el electrodo se quede pegado al encenderse, o bien que el arco no se encienda de manera estable.

• El baño de fusión está formado por la combinación entre el metal base y el metal desprendido del electrodo, cuyo aporte de cantidad debe ser constante. Para que se produzca la soldadura, el baño de fusión debe estar en constante movimiento.

La oscilación del baño de fusión se controla con el avance y el movimiento de la punta del electrodo. Se realiza de tal manera que el baño funda correctamente los bordes de ambas piezas. La anchura del baño nos permite ajustar el tamaño del cordón, depende del tipo de electrodo, del movimiento de la punta de éste, de la velocidad de avance y de la posición de soldeo. El eje del arco eléctrico debe quedar alineado con el centro del baño con el objetivo de evitar sopladuras o inclusiones de escoria en el cordón.

• La interrupción del arco está causada por la finalización del cordón o por la consumición total del electrodo. Para llevarlo a cabo hay que parar la corriente eléctrica que circula a través del aire y de los gases producidos por el revestimiento, para ello existen dos métodos. El corte por el alargamiento del arco eléctrico y el corte producido por el movimiento lateral brusco del electrodo

• El empalme de los cordones se debe realizar de la siguiente manera: cambiar el electrodo consumido, eliminar la escoria del cordón depositado y continuar la



soldadura con el nuevo electrodo sobre el cordón interrumpido, el cual se habrá estrechado en 5 mm antes de interrumpirlo, esto se realiza incrementando la velocidad de desplazamiento. El nuevo cordón comenzará en el estrechamiento del anterior, sobreponiendo ligeramente el baño de fusión.

Otra técnica es el empalme en caliente, la realizan los soldadores muy experimentados y consiste en continuar el cordón refundiendo la escoria del anterior, sin picarla, ya que cambian el electrodo rápidamente y el baño prácticamente no pierde temperatura.

• En cuanto a la retirada de la escoria, si el cordón se realiza de manera correcta, ésta debe desprenderse fácilmente. Para retirar la escoria se picará y posteriormente se cepillará el cordón, con el objetivo de eliminar aquellas pequeñas adhesiones que con el picado no se hayan podido quitar.

• El soplo del arco es una anomalía de origen magnético que suele aparecer tanto al inicio y al final de la soldadura como cuando realizamos soldaduras de juntas con bordes preparados profundos o cuando soldamos demasiado cerca de la conexión a masa. Perturba la trayectoria del arco desviándolo de su posición correcta y, por lo tanto, dificultando la soldadura, por lo que altera la calidad del cordón. Aparece cuando soldamos con corriente continua y con elevada intensidad, agravando sus efectos.

• Las pestañas de escurrimiento o apéndices se utilizan para prolongar los bordes de la soldadura con el objetivo de iniciar y finalizar el cordón fuera de la pieza, evitando así todos los defectos que se producen en estas zonas críticas.

• El precalentamiento y el postcalentamiento son métodos para disminuir los efectos que causan las variaciones térmicas, como grietas o cambios metalúrgicos en el metal base. Consiste en elevar la temperatura del metal base aplicando calor, de tal manera que la pieza se caliente de forma homogénea. Dependiendo del momento en el que se aplique el calor, diferenciamos entre precalentamiento, calentamiento entre pasadas y postcalentamiento.

• El respaldo se utiliza en aquellas soldaduras en las que se exige garantizar una completa penetración. Se emplea como soporte para el metal fundido, ya que permite aumentar la temperatura del baño y, por lo tanto, aumentar las fusiones y el grado de penetración, evitando defectos de desfondamiento y descuelgue. Existen cuatro tipos: la tira de respaldo, la soldadura de respaldo, la barra de cobre rectangular de respaldo y el respaldo no metálico.

tema 5 técnicas operativas ahora ya...se practica justo antes de la soldadura inicial, revisando...

Documents