Proceso-SoldaduraARCO MANUAL

Historia de la soldadurapor Arco Manual

A fines del siglo pasado se hicieron los primeros experimentos de soldar con un electrodo de carbón o grafito. El año 1881, en los laboratorios de Cabot, Francia, se pudo unir placas de plomo de baterías con el proceso de arco eléctrico con grafito. Unos cuantos años más tarde se sustituyó el electrodo de grafito por una varilla o alambre de hierro desnudo, eliminando la necesidad de utilizar una varilla aparte para el relleno.

A principios del siglo XX, en el año 1904, en Suecia, Oscar Kjelber desarrolló el primer electrodo recubierto para soldadura al arco. Descubrió que mejoraban las características físicas, mecánicas y químicas de la soldadura, si aplicaba un recubrimiento sobre el alambre de hierro. Algunos de los primeros experimentos de Kjelber consistieron en electrodos revestidos por inmersión y secados al aire, empleando carbonatos y silicatos en la formulación del revestimiento.

Descripción del Proceso

• El proceso se define, como la unión de dos metales mediante una fusión localizada, producida por un arco eléctrico entre un electrodo metálico y el metal base que se desea unir.

Descripción del equipo

B

CA

Componentes del electrodo

• Consiste en una varilla metálica, compuesta de un núcleo, recubierto por un revestimiento, a través de un proceso de “ extrusión”Revestimiento

Núcleo

Componentes del electrodoNUCLEO:Aporta el depósito y conducir la energía eléctrica para el arco

REVESTIMIENTO:Dar origen a gases ionizantes y protectores .Aportar elementos de aleación y formar la escoria.Dirigir el arcoLa composición suele ser compleja. Se trata generalmente de

una serie de sustancias orgánicas y minerales. Los principales constituyentes son: Oxidos naturales - Silicatos naturales

Productos químicos - Producto volátiles

Ferroaleaciones - Aglomerantes

Clasificación de los electrodossegún AWS A5.1-91

E XX X X

Posición a soldar1: Toda posición2: Posición Plana y Horizontal3: Solamente Plana4: Vertical Ascendente y Ascendente

Composición Química del revestimiento

Indica la resistencia mínima a la tracción, expresada en miles lb/pulg2

Electrodo

Composición Química de losElectrodos

Clasificación Tipo de Corriente y Posición aAWS Revestimiento Polaridad Soldar

E6010 Celulósico Sódico CC.EP. P.V.SC.H.E6011 Celulósico Potásico CA.CC.EP. P.V.SC.H.E6012 Rutílico Sódico CA.CC.EN. P.V.SC.H.E6013 Rutílico Potásico CA.CC.AP. P.V.SC.H.E6014 Rutílico H.P. CA.CC.AP. P.V.SC.H.E6015 Rutílico Sódico B.H. CC.EP. P.V.SC.H.E6016 Rutílico Potásico B.H. CA.CC.EP. P.V.SC.H.E6018 Rutílico Potásico B.H.-H.P. CA.CC.EP. P.V.SC.H.E6020 Oxido de Hierro CA.CC.AP. P.H. FileteE6024 Rutílico H.P. CA.CC.AP. P.H. FileteE6027 Oxido de Hierro H.P. CA.CC.AP. P.H. Filete

Máquinas Rotativas

Son fuentes de poder que constan básicamente de 3 partes fundamentales: un motor, un generador acoplado al eje del motor y el control de corriente para soldar. El motor gira moviendo el generador que va acoplado a su eje, de esta manera, produce la energía necesaria para la soldadura.

Maquinas estáticasTienen por finalidad variar el voltaje de entrada , manteniendo una potencia relativamente constante.El transformador se compone por una bobina primaria, que se conecta al voltaje de la red eléctrica, un núcleo de fierro silicoso y las bobinas secundarias de las cuales se obtiene el voltaje transformado. El transformador puede ser reductor o elevador. Primario Secundario

Núcleo

Maquinas estáticas del tipo transformador rectificado

Una máquina estática del tipo transformador al tener incorporado un puente rectificador, convierte la corriente alterna en corriente continua. De esta forma se evita el cambio de polaridad, propio de la corriente alterna, que en Chile es de 50Hz, es decir, en 1 segundo es 25 veces positiva y 25 veces negativa.

Puentes rectificadores

Un puente rectificador se forma por pares de diodos.

Por lo general las máquinas diseñadas para trabajar con corriente alterna o continua, en el sistema TIG, utilizan un puente rectificador de dos pares de diodos.

+

-

0-

+0+

Corrientealterna

Corrientecontinua

Rectificadores

Tipos de Polaridad

-

+ -

+

Directa Invertida

Iones

ElectronesElectrones

Iones

Cinco aspectos fundamentales

La regulación de la calidad de la soldadura por arco manual se basa en cinco aspectos indispensables, que analizaremos a continuación:

Tamaño del electrodo (Tipo de electrodo) Corriente (Amperaje) Longitud de arco Velocidad de avance Angulo del electrodo

Tamaño y tipo de electrodoSECCION: El tamaño correcto del electrodo, comprende muchos factores. Si se usa un electrodo más pequeño de lo recomendado, se aumentará el tiempo de soldadura, costo, y el calor introducido en la unión. Un electrodo más grande puede causar perforación por fusión, aumentando la dificultad en juntas fuera de posición, etc..

TIPO: Este análisis es relativamente simple, si el operador se habitúa a considerar los siguientes factores:

• Naturaleza del metal base• Espesor de la sección a soldar• Tipo de corriente• Posición a soldar• Característica del depósito• Si la soldadura debe cumplir con

alguna norma especifica.

Regulación de la corriente(Amperaje)

La regulación de la corriente de soldadura es indispensable para mantener la calidad en esta. Si la corriente es muy alta, el electrodo se derrite demasiado rápido, quemando el revestimiento, a la vez el baño de fusión es grande e irregular. Otra deficiencia que encontraríamos seguramente seria socavación por el soplo del arco.

Si la corriente es muy baja, no se produce el suficiente calor para derretir el metal base impidiendo una buena penetración y falta de fusión.Su apariencia es irregular, en forma amontonada.

Longitud de arcoLa longitud del arco también es importante para controlar la poza de fusión en la soldadura. Si el arco es demasiado abierto el metal se transfiere en glóbulos grandes que oscilan de lado a lado a medida que el arco avanza. El resultado será un cordón ancho e irregular con mala fusión y apariencia.

Al acortar la longitud de arco se reduce el voltaje y aumenta el amperaje. Sin embargo se puede pegar el electrodo. La apariencia del cordón es de una ondulación dispareja e irregular con mala fusión.

10 mm 2 mm

Velocidad de avanceEl avance incorrecto es un error común. El avanzar muy rápido puede causar deficiencia en la soldadura, la poza de fusión se enfría muy rápido lo cual, deja atrapadas impurezas y gases, haciendo que el cordón sea de ondulaciones puntiagudas.El avance demasiado lento producirá un baño de soldadura grande con amontonamiento el cual en sus bordes aprieta escoria.Su apariencia es de ondulación recta.

En el caso de soldaduras fuera de posición el baño demasiado lento puede hacer que gotee fuera de la poza.

Angulo del electrodoDebemos observar como un hecho indispensable el ángulo del electrodo. Estos están directamente relacionados con la posición y tipo de unión.Los ángulos del electrodo que debemos identificar son los siguientes:

• Angulo de trabajo• Angulo de avance

45º

45º

Angulo de Trabajo

Angulo de avance

Técnicas de oscilación de los electrodos

Los electrodos se oscilan, tomando encuenta algunos factores como:

• Posición de la pieza• Disposición de los biseles• Tipo de electrodo• Numero de pase• Diámetro del electrodo

Posición plana

Oscilación de los electrodos

Posición Vertical ascendente

Indura 90 (6013)• Arco muy suave.• Excelente terminación superficial del metal

depositado.• Escoria abundante y de fácil desprendimiento.• Baja penetración, lo que facilita su uso en

carpintería metálica.• Fácil de aplicar con máquinas CA de bajo

voltaje en vacío.

Punto Verde (6011)• Arco muy suave.• Excelente terminación superficial del metal

depositado.• Depósito muy parejo y sin salpicaduras.• Escoria de muy fácil remoción..• Algo que no tiene otros celulósicos, es que

puede soldar con máquina CA de bajo voltaje en vacío.

Punto Azul (6011)

• Arco suave.• Depósitos muy parejos.• Fácil remoción de escoria.• Penetración mediana.• Apto para chapas delgadas.

6011

• Arco enérgico especial para cordón de raíz en cañerías, oleoductos, estructuras y planchas galvanizadas.

• Alto rendimiento en el metal depositado, debido a la incorporación de hierro en polvo en el revestimiento.

• Orientado a uso industrial.

Indura 230-S (6011)

• Arco medianamente enérgico.• Solidifica rápidamente, facilitando las

soldaduras en posición vertical y sobrecabeza, con altos rendimientos.

• No lo afecta el soplo magnético.• Orientado a uso industrial.

6010• Arco enérgico y fácil de dirigir. Uso sólo con

corriente continua.• Depósitos sin porosidades.• No produce socavación.• Alto rendimiento en el metal depositado, debido

a la incorporación de hierro en polvo en el revestimiento.

• Altas velocidades de depósito.• Especial para estanques y cañerías.

7018 RH• Electrodo con depósito de bajo contenido de

hidrógeno, resistente a la humedad.• Depósito con excelentes propiedades mecánicas y

sin poros, lo que permite su uso en trabajos de alta exigencia radiográfica.

• Alto rendimiento en toda posición, debido a la incorporación de hierro en polvo en el revestimiento.

• Uso sólo con corriente continua.