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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 1 de 37 GENERALIDADES o Introducción. o Fundamento. o Denominación. CARACTERÍSTICAS o Ventajas del proceso. o Limitaciones del proceso. o Campo de aplicación. INSTALACIONES Y EQUIPAMIENTO o Fuentes de energía. o Tipos. Transformador. Rectificador. Convertidor. Inversor. Características. o Características de la fuente de energía. o Elección de la fuente de energía. Factor de marcha. o Pinzas portaelectrodos. o Masas. o Cables. o Cristales. o cepillos y piquetas. PRECAUCIONES Y MANTENIMIENTO. ELECTRODOS. o Funciones del revestimiento. o Tipos de revestimiento. o Rendimiento Gravimétrico. o Fabricación, conservación y manipulación. o Clasificación. AWS A5.1 (norma americana) EN 499 (norma europea) PREPARACIÓN DE LAS PIEZAS.

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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 1 de 37

GENERALIDADES o Introducción. o Fundamento. o Denominación.

CARACTERÍSTICAS o Ventajas del proceso. o Limitaciones del proceso. o Campo de aplicación.

INSTALACIONES Y EQUIPAMIENTO o Fuentes de energía. o Tipos.

Transformador. Rectificador. Convertidor. Inversor. Características.

o Características de la fuente de energía. o Elección de la fuente de energía.

Factor de marcha. o Pinzas portaelectrodos. o Masas. o Cables. o Cristales. o cepillos y piquetas.

PRECAUCIONES Y MANTENIMIENTO.

ELECTRODOS. o Funciones del revestimiento. o Tipos de revestimiento. o Rendimiento Gravimétrico. o Fabricación, conservación y manipulación. o Clasificación.

AWS A5.1 (norma americana) EN 499 (norma europea)

PREPARACIÓN DE LAS PIEZAS.

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GGGEEENNNEEERRRAAALLLIIIDDDAAADDDEEESSS

IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN

La idea de la soldadura por arco eléctrico fue resuelta a principios del siglo XIX por el

científico inglés Humphrey Davy pero ya en 1885 dos investigadores rusos consiguieron

soldar con electrodos de carbono. Cuatro años más tarde fue patentado un proceso de

soldadura con varilla metálica. Sin embargo, este procedimiento no tomó importancia en el

ámbito industrial hasta que el sueco Oskar Kjellberg descubrió, en 1904, el electrodo

recubierto. Su uso masivo comenzó alrededor de los años 1950.

FFUUNNDDAAMMEENNTTOO

El soldeo por arco con electrodo revestido es un proceso de soldeo por fusión que

utiliza como fuente de energía el calor generado por un arco eléctrico que se establece

entre el extremo de un electrodo revestido y el metal base de una unión a soldar.

El material de aporte está formado por una varilla metálica llamada electrodo, que

fusiona en pequeñas gotas debido al calor generado por el arco y pasando estas a formar

parte de la junta soldada.

La protección del baño de fusión, de los agentes contaminantes de la atmósfera se

consigue por una doble vía:

Gases generados por la combustión del revestimiento del electrodo.

Escoria líquida proveniente del revestimiento del electrodo que flota sobre el baño de

fusión y posteriormente se solidifica.

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 3 de 37

Cuando el electrodo se ha consumido, se interrumpe el arco, solidificándose la última

porción de baño fundido y obteniéndose así un cordón de soldadura correspondiente a un

electrodo.

La parte final del electrodo o punta, no utilizable se desecha, sustituyéndola por un

nuevo electrodo, con el que se reanuda el arco eléctrico. La sucesión de cordones, hasta la

terminación de la unión a soldar constituye la soldadura propiamente dicha

RESUMEN

DDEENNOOMMIINNAACCIIÓÓNN

Según se trabaje con distintas normativas nos podemos encontrar con diferentes

nombres para denominar a este proceso de soldeo. En la tabla siguiente se mencionan las

más utilizadas.

NORMATIVA SIGLAS DENOMINACIÓN NOMENGLATURA

Norma Europea UNE- EN Soldeo metálico por arco con

electrodo revestido 111

American Welding Society AWS Shielded metal – arc welding SMAW

DEBIDO AL CALOR QUE GENERA EL ARCO ....

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CCCAAARRRAAACCCTTTEEERRRÍÍÍSSSTTTIIICCCAAASSS DDDEEELLL PPPRRROOOCCCEEESSSOOO

Es el proceso de soldeo más extendido debido principalmente a su versatilidad, sencillez, portabilidad y sobre todo su economía. Puede ser utilizado en cualquier posición, tanto en locales cerrados como zonas abiertas. Permite soldar en zonas de baja accesibilidad. Aplicable a una amplia variedad de materiales como los aceros e incluso metales no férricos y sus aleaciones. No obstante, factores como la productividad y la uniformidad de las soldaduras, hace que otros procedimientos vayan desplazando al soldeo por arco manual.

VVEENNTTAAJJAASS DDEELL PPRROOCCEESSOO

El Equipo de soldeo es relativamente sencillo, no muy caro.

El metal de aportación y los medios para su protección durante el soldeo proceden del

propio electrodo revestido. No es necesaria protección adicional mediante gases auxiliares o fundentes granulares.

Es menos sensible al viento y a las corrientes de aire que los procesos con protección

gaseosa. No obstante el proceso debe aplicarse siempre protegido de corrientes de aire, lluvia...

Se puede emplear en cualquier posición. No requiere conducciones de agua de

refrigeración, ni tuberías o botellas de gases de protección por lo que puede emplearse en lugares relativamente alejados de la fuente energía.

Es aplicable a una gran variedad de espesores, en general mayores 2 mm.

Es aplicable a la mayoría de los metales y aleaciones de uso normal.

El revestimiento, permite la adicción de elementos de aleación que mejoran las

características del metal depositado.

LLIIMMIITTAACCIIOONNEESS DDEELL PPRROOCCEESSOO

Es un proceso de soldeo relativamente lento, por la baja tasa de deposición y por la

necesidad retirar la escoria.

Requiere gran habilidad por parte del soldador. La fuente de calor y el metal de aportación no son independientes.

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 5 de 37

No es aplicable a metales de bajo punto de fusión como plomo. Estaño, cinc y sus aleaciones, debido a que el intenso calor del arco es excesivo para ellos.

Tampoco es aplicable a metales de alta sensibilidad a la oxidación como el titanio. circonio, tantalio y niobio, ya que la protección que proporciona es insuficiente para evitar la contaminación de la soldadura.

No es aplicable a espesores inferiores 2 mm.

No resulta productivo para espesores superiores a 38mm.

CCAAMMPPOO DDEE AAPPLLIICCAACCIIÓÓNN

El soldeo por arco con electrodos revestidos es uno de los procesos de mayor

utilización, especialmente en soldaduras de producción cortas, trabajos de mantenimiento y reparación, así como en construcciones en campo.

La mayor parte de las aplicaciones del soldeo por arco con electrodos revestidos se

dan con espesores comprendidos entre 3 y 38mm.

El proceso es aplicable a aceros al carbono, aceros aleados, inoxidables, fundiciones y metales no férreos, como aluminio, cobre, níquel y sus aleaciones.

Los sectores de mayor aplicación son la construcción naval, la estructura de tanques y

esferas de almacenamiento, puentes, recipientes a presión y calderas, refinerías de petróleo, oleoductos y gasoductos y en cualquier otro tipo de trabajo similar.

Se puede emplear en combinación con otros procesos de soldeo, realizando bien la

pasada de raíz o la de relleno. En el soldeo de tubería se suele emplear en combinación con el proceso TIG. La raíz se realiza con TIG y se completa la unión mediante soldeo SMAW.

IIINNNSSSTTTAAALLLAAACCCIIIOOONNNEEESSS YYY EEEQQQUUUIIIPPPAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO

Una instalación de soldeo con electrodos revestidos consta de las siguientes partes:

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FFUUEENNTTEESS DDEE EENNEERRGGÍÍAA

“Para la generación del arco, su control y manejo, se requiere un equipo específico”.

Las compañías eléctricas suministran corriente alterna de baja intensidad y altos

voltajes, que son adecuados para los usos domésticos y para la mayoría de los usos

industriales.

Sin embargo para el soldeo se necesitan altas intensidades y bajos voltajes en. Por lo

tanto, la fuente de energía (generador o “grupo”) es el elemento que se encarga de adaptar

la corriente eléctrica de la red en otra corriente adecuada para las operaciones de

soldeo.

La función principal que ha de cumplir una fuente de energía, es la de transformar

y/o convertir la corriente eléctrica de la red, en otra, alterna o continua, con una tensión e

intensidad adecuada para la formación y estabilización del arco eléctrico de soldadura.

Reducir la tensión de la línea (220-380V) a una tensión adecuada de cebado del arco

(45-100V).

Regular la intensidad de la corriente eléctrica del arco.

Proporcionar una adecuada tensión de funcionamiento de arco.

TENSIÓN ALTA

INTENSIDAD

BAJA

TRANSFORMAR

RECTIFICAR

TENSIÓN BAJA

INTENSIDAD ALTA

CORRIENTE

CONTINUA

CORRIENTE

ALTERNA

CARACTERÍSTICAS DE LA RED

FUENTE DE ENERGÍA

CARACTERÍSTICAS NECESARIAS PARA

EL SOLDEO

CORRIENTE

ALTERNA

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TTIIPPOOSS DDEE FFUUEENNTTEESS DDEE EENNEERRGGÍÍAA..

TTrraannssffoorrmmaaddoorreess

Los transformadores se alimentan con corriente alterna de la red y suministran

corriente alterna al circuito de soldadura. Lo único que hacen es cambiar los valores del

voltaje e intensidad, aptos para el proceso de soldeo.

Presenta notables ventajas respecto a las

máquinas de corriente continua, como; su menor costo

y simple mantenimiento.

Como desventaja puede significarse la estabilidad

del arco y la imposibilidad de soldar con algunos tipos

de electrodos. Actualmente su presencia en el mercado

es menor ya que los están desplazando lo equipos de

corriente continua.

Se representa como:

Un transformador está

formado por un núcleo

magnético sobre el que van

dispuestas dos bobinados

totalmente independientes y

asilados uno de otro.

La primera bobina (primario), se conecta a la corriente alterna de la red, tiene un

numero de espiras o vueltas N1; y el secundario, se conecta al portaelectrodos y la pieza,

un numero de espiras N2.

El funcionamiento de un

transformador sería:

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Sabido es que el paso de corriente eléctrica por un conductor genera un campo

magnético a su alrededor. Si enrollamos el conductor sobre un núcleo de hierro dulce

generaremos un campo magnético en este, que a su vez generará una corriente eléctrica

inducida en la bobina del secundario con una tensión tanto menor como menor sea el

número de vueltas (espiras) respecto al primario

Al aplicar un voltaje de entada V1 al primario, se tiene un voltaje de salida V2 en la

relación: N1/ N2= V1/ V2= I1/ I2

Pongamos por ejemplo que en la bobina del primario tenemos nueve espiras y 220 V,

en la del secundario tendremos solo tres vueltas y por tanto 73 V.

9/3=220/V2 ; V2=220*3/9 ; V2=73v

Entonces deducimos que si la potencia eléctrica del transformador es siempre

constante (P = I x V), la intensidad será también tres veces mayor en el secundario.

Los sistemas de regulación de la intensidad de un transformador de soldeo pueden ser:

De clavijas: Se puede situar la entrada

de corriente en una u otra espira de forma que la corriente del primario recorra más o menos espiras variando la intensidad y tensión de soldadura.

Regulación continua: Se consigue por desplazamiento de un shunt magnético interponiendo una pieza de hierro ajustable por medio de un volante que dispersa el flujo magnético aumentando y disminuyendo la intensidad y tensión de soldadura.

RReeccttiiffiiccaaddoorreess..

Un rectificador de soldeo, está compuesto por:

Un transformador de soldeo; que como en el caso anterior

modifica los valores de la corriente de la red a los necesarios

para el soldeo.

Un elemento rectificador de corriente llamado

Shunt magnético o derivador tiene por objeto derivar una parte del flujo a través de un camino alternativo mediante una pieza en forma de cuña ferromagnética.

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 9 de 37

diodo, que solo permite la circulación de la corriente en un solo sentido con el fin de

transformar la corriente alterna en continua.

Un diodo consta de una placa de cobre, latón, aluminio o acero,

cuyo espesor depende del valor de la intensidad que vamos utilizar.

El símbolo representativo es:

Son aparatos más

complejos y más costosos que los

transformadores.

Una ventaja de estos grupos de

corriente continua es que puede

soldarse con todo tipo de electrodos, en metales no férricos y acero inoxidable, dando un

arco suave y una excelente calidad del cordón.

¿Cómo actúa el diodo sobre una corriente alterna monofásica y trifásica?

El efecto de un conjunto

de diodos sobre una corriente

alterna, la onda formada es

prácticamente continua. Como

se puede observar, la

rectificación de la corriente

trifásica es mucho mejor, es

decir, las ondas sinusoidales quedan prácticamente en una onda recta horizontal; por esta

razón, en general, los rectificadores se conectan trifásicos a la red.

CCoonnvveerrttiiddoorreess

Los convertidores están formados por un

motor y una dinamo (o generador eléctrico)

que transforma la energía de movimiento en

una corriente eléctrica. Es decir, para la

propulsión necesita una energía mecánica,

que se obtiene de un motor acoplado al

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 10 de 37

dínamo. El motor puede ser eléctrico o de combustión interna (grupos electrógenos).

Los convertidores son máquinas que suministran corriente continua aunque han sido

desplazados, pues el diseño del motor y del generador encarecen la construcción de estos

grupos, prácticamente son dos máquinas ensambladas en un eje, ambas máquinas producen

demasiado ruido.

GGrruuppoo EElleeccttrróóggeennoo

Están formados por un motor, generalmente a gasolina o gas-oíl, que mueve una

dinamo (corriente continua), o un alternador (corriente alterna).

Los grupos electrógenos se emplean cuando no disponemos de corriente en el taller,

generalmente cuando se trata de realizar soldaduras a pie de obra en lugares alejados de las

líneas de distribución de energía eléctrica.

Son equipos bastante caros y sólo se recurre a ellos cuando no se dispone de energía

eléctrica.

IInnvveerrssoorreess

La técnica “inverter” consiste en una sucesión de transformaciones de corriente

alterna en corriente continua y viceversa, de tal forma que en uno de los escalones del

proceso, la c.c. se invierte a c.a. De ahí la palabra invertir (inversor).

Este proceso conlleva una gran reducción de peso del transformador y como

consecuencia del aparato.

Vamos a ampliar lo anterior, refiriéndonos al esquema de principio de un aparto inverter:

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Fase 1 (RECTIFICADOR): La tensión alterna de alimentación del aparato se rectifica y filtra a c.c.

Fase 2 (INVERSOR): la c.c. así obtenida se convierte en el “inverter” en c.a. de alta frecuencia, puede ser superior a 30 KHz.

Fase 3 (TRANSFORMADOR): La c.a. obtenida en el inversor se aplica a continuación al Primario del transformador, que tiene como finalidad reducirla a un valor compatible con la tensión necesaria para la soldadura. Esta corriente sigue siendo de alta frecuencia, pero de menor tensión.

El hecho de utilizar una alta frecuencia aplicada al transformador, tiene como consecuencia varias ventajas, entre las que se destaca como principal, el hecho de poder utilizar un transformador mucho más pequeño para trasferir la misma potencia que uno equivalente que trabaje con la frecuencia de la red (50 Hz). Otra ventaja es la posibilidad de obtener variaciones del valor de la intensidad de corriente, prácticamente instantáneas.

Fase 4 (RECTIFICADOR): La corriente de baja tensión y alta frecuencia obtenida en el secundario del transformador, se aplica al bloque rectificador que la rectifica y la filtra convirtiéndola en c.c. de tensión adecuada a la soldadura. Esta tensión es ya la tensión secundaria de soldadura que aparece en los bornes de soldadura positiva y negativa.

Fase 5 (REGULADOR): Con este circuito electrónico de mando, se controla la variación de la intensidad de salida del equipo, desde el valor mínimo al máximo, mediante un potenciómetro de regulación.

CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEE UUNNAA FFUUEENNTTEE DDEE EENNEERRGGÍÍAA

La fuente de energía en el proceso de soldeo,

“soldadura al arco con electrodos revestidos” debe

presentar una característica descendente (de

intensidad constante), para que la corriente de soldeo

se vea poco afectada por las variaciones en la

longitud del arco.

La intensidad y el voltaje real obtenido en el proceso de soldeo está determinado por la

intersección de la curva característica de la máquina y la del arco.

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 12 de 37

Dos puntos importantes son:

La tensión de vacío (V0); es la máxima

tensión que existe en los

terminales cuando no se está

soldando.

La intensidad de cortocircuito (Icc); es

la máxima intensidad que

suministra el grupo cuando se

ceba el arco.

De esta forma se consigue que las variaciones de longitud de arco, inevitablemente

en un proceso manual, no produzcan grandes variaciones de intensidad. Es decir, al variar la

longitud del arco, el punto de funcionamiento también varia, pero la intensidad permanece

casi constante.

Dependiendo del diseño interno del equipo podemos hablar de dos tipos:

CARACTERÍSTICA DESCENDENTE O

INTENSIDAD CONSTANTE

CARACTERÍSTICA HORIZONTAL O

TENSIÓN CONSTANTE

La maquinas nos proporcionan de 50-100 V (según casos), al producir el cortocircuito la tensión se anula y una vez cebado el arco la tensión aumenta entre unos 20 y 40 V.

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EELLEECCCCIIÓÓNN DDEE LLAA FFUUEENNTTEE DDEE EENNEERRGGÍÍAA

La elección de la fuente de energía se debe tener en cuenta, determinados aspectos,

entre ellos se encuentra el factor de marcha.

FFaaccttoorr ddee mmaarrcchhaa ((XX))..

El factor de marcha o factor de

operación es el porcentaje de tiempo,

durante un periodo cualquiera, en el que

una fuente de energía, o sus accesorios,

pueden funcionar en las condiciones

previstas sin sobrecalentarse.

Va a ser un factor dependiente de

los parámetros de soldeo (intensidad de

soldeo), cuanto mayor sea esta, menor

será el factor de marcha.

Ejemplo:

Si se utiliza una fuente de energía

que tiene un factor de marcha del 60%,

significa que no se puede utilizar más de 6 minutos por cada 10 minutos de trabajo.

Las fuentes de energía diseñadas para el soldeo manual tienen normalmente un factor

de marcha del 60%, mientras que los procesos automáticos y semiautomáticos suelen

requerir 100%.

En estos equipos las variaciones de la longitud de arco apenas modifican la intensidad. Estos equipos son los que se utilizan en procesos manuales.

En estos equipos por el contrario, pequeñas variaciones en la longitud de arco van a originar cambios bruscos en la intensidad, pero pequeñas modificaciones en el voltaje. Los equipos que presentan esta característica se utilizarán en los procesos automáticos o semiautomáticos y serán objeto de estudio el curso próximo.

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 14 de 37

Por ejemplo; en el proceso de soldeo al arco con electrodos revestidos tendremos que

parar cada vez que se nos termina el electrodo para sustituirlo por otro y eliminar la escoria.

Por ello no necesitaremos fuentes de un elevado factor de marcha.

Otros aspectos a valorar (aparte del factor de marcha) para la elección de la fuente de

energía son:

Clase de corriente que suministra; alterna, continua.

Tensión de vacío.

Característica; descendente o plana.

Corriente máxima.

Potencia necesaria.

Consideraciones económicas.

• Precio.

• Mantenimiento.

Las fuentes de energía tienen una placa de características, situada normalmente en la

parte posterior de la máquina y, como su nombre indica, hace una descripción del: el tipo de

corriente de entrada, el de salida, los intervalos de ajuste, el factor de marcha, etc.

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PPIINNZZAA PPOORRTTAAEELLEECCTTRROODDOOSS

Es la encargada de proporcionar la sujeción del electrodo durante el soldeo, además

de transmitirle la energía eléctrica para formar el arco.

La pinza y sus conexiones deberán

presentar siempre un buen estado, ya que

cualquier conexión defectuosa se traducirá en

un deterioro por sobrecalentamiento.

Existen varios tamaños, que se seleccionaran según la intensidad que tengan que

soportar.

MMAASSAA

Es el cable que va conectado a la pieza, encarga de transmitir la corriente para cerrar

el circuito eléctrico.

Al igual que el portaelectrodos, sus conexiones deberán

estar en buen estado, bien prietas y hacer un contacto firme

con el metal base, de lo contrario no brinda la seguridad de

una buena conducción eléctrica (perdida de voltaje),

produciendo inestabilidad en el arco durante el soldeo.

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 16 de 37

CCAABBLLEE DDEE SSOOLLDDEEOO

El calibre (sección) de los cables es de gran importancia, han de ser seleccionados e

acuerdo a la carga de corriente que deben soportar, a fin de evitar recalentamiento. Esto

está en función del diámetro del electrodo y de la intensidad máxima del equipo.

Cuando hablamos de la sección de un

conductor estamos hablando de los milímetros

cuadrados (mm2) del cobre, es decir, la sección

que se mide es la del cobre y no la del

recubrimiento.

En el siguiente cuadro puede apreciarse los

cables de soldadura más comunes del mercado y

cuál es su capacidad de conducción y sección.

CCOONNEECCTTOORREESS

Para máquina (hembra), para cable (machos), aéreos (hembra), etc… de diferentes

secciones en función al cable al que se conecte.

- CABLE SOLDA 16MM

2 (85AMP)

- CABLE SOLDA 25MM

2 (130AMP)

- CABLE SOLDA 35MM

2 (200AMP)

- CABLE SOLDA 50MM

2 (280AMP)

- CABLE SOLDA 70MM

2 (400AMP)

- CABLE SOLDA 90MM

2 (550AMP)

- CABLE SOLDA GOMA 25MM

2 (130AMP)

- CABLE SOLDA GOMA 35MM

2 (200AMP)

- CABLE SOLDA GOMA 50MM

2 (280AMP)

- CABLE SOLDA GOMA 70MM

2 (400AMP)

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 17 de 37

CCRRIISSTTAALLEESS

Para soldar hay que proteger los ojos con una pantalla provista de cristal oscuro

(inactínico), cuya tonalidad dependerá de la intensidad empleada para realizar la

soldadura.

Este cristal está especialmente

concebido para proteger la vista de la

intensa luz y de la radiación ultravioleta

emitidas por el arco eléctrico, y ha de

estar homologado por la CE.

La tabla indica el tono de cristal a

utilizar con cada intensidad de trabajo.

Los cristales inactínicos se cubren

exteriormente con otro cristal

transparente para protégelos de las

proyecciones que se desprenden durante

el soldeo.

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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 18 de 37

Existen caretas automáticas en las que al empezar a soldar

automáticamente se activa la protección ocular y cuando se deja se

soldar se quita.

CCEEPPIILLLLOOSS YY PPIIQQUUEETTAASS

Se utilizan para la limpieza y el

desescoriado de los cordones de

soldadura.

Dos tipos de calidades para el cepillo y la piqueta:

En acero inoxidable y acero carbono para las piquetas.

En acero inoxidable y latón para los cepillos.

PPPRRREEECCCAAAUUUCCCIIIOOONNNEEESSS YYY MMMAAANNNTTTEEENNNIIIMMMIIIEEENNNTTTOOO...

Las conexiones deberá de estar perfectamente ajustadas, de lo contrario se

producirán perdidas de intensidad y deterioros en el equipo.

Mantenerlas aisladas del agua.

Nunca forzar los mandos de regulación de intensidades.

No dejar electrodos en la pinza porta-electrodos si no se va a seguir soldando para evitar cortocircuitos accidentales que podrían dañar el equipo.

Desconectar de la red al acabar el trabajo.

Antes de conectar a la red un generador verificar que la tensión de esta y la de

entrada del generador son las mismas.

No tocar la fuente de energía ni sus accesorios con las manos mojadas.

Asegurarse que la fuente tiene conexión a tierra para evitar peligros al soldador.

En caso de incendio de una fuente de energía desconectar de la red y utilizar extintores de polvo seco, NUNCA AGUA (reacción química, o explosión al contacto).

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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 19 de 37

EEELLLEEECCCTTTRRROOODDDOOOSSS

El elemento fundamental para la soldadura manual es

el electrodo, que soporta el arco y que, al consumirse,

produce la aportación del material que unido al material

fundido del metal base, va a constituir el material soldado.

El electrodo está básicamente constituido por un

alambre, de composición similar al del metal base, con o sin

un revestimiento que lo envuelve. De acuerdo con esta

última condición, los electrodos se clasifican en das grandes

grupos:

Electrodos desnudos.

Electrodos revestidos.

ELECTRODOS DESNUDOS

Salvo para uniones de muy poca responsabilidad y en piezas de acero dulce, los

electrodos desnudos no se utilizan, ya que las soldaduras obtenidas tienen muy malas

cualidades mecánicas. El arco absorbe los componentes del aire y los incorpora al baño

fundido por lo que el metal soldado presenta gran cantidad de óxidos, nitruros y poros que

le confieren esas malas cualidades mecánicas.

Por otra parte, las fuerzas desarrolladas por el arco son insuficientes para producir la

proyección de las gotas fundidas del extremo del electrodo incandescente, lo que

Imposibilita la soldadura en cualquier posición que no sea la horizontal, ya que en

cualquier otra, la gravedad desprende las gotas, haciéndolas caer, desviándolas de su

objetivo en la unión a soldar.

Asimismo se pierden componentes, corno el carbono y el manganeso, por lo que el

metal soldado adolece, además, de una gran fragilidad.

Finalmente, es muy difícil mantener el arco, siendo imposible hacerlo con corriente

alterna.

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ELECTRODOS REVESTIDOS

Los electrodos revestidos están formados por

un alambre de sección circular uniforme,

denominado alma, de composición similar a la del

metal base que, para los aceros, suele tener una

composición Standard de acero suave, con un 0.1%

de carbono, un 0.4% de manganeso y con contenidos

de azufre y fósforo inferiores a un 0.04% cada uno de

ellos.

El revestimiento es un cilindro que envuelve el alma, concéntrico con ella y de

espesor uniforme, constituido por una mezcla de compuestos que caracterizan el electrodo

y que cumple varias funciones, las cuales evitan los inconvenientes del electrodo desnudo

como: estabilizar el arco, producen gases que protegen el arco y escorias que recubren el

metal fundido, evitando la contaminación por los componentes de la atmósfera.

Los electrodos tienen longitudes normalizadas de 300, 450 y 600 mm, un extremo del

alma sin cubrir de revestimiento, en una longitud de 30 mm para la inserción del mismo en

la pinza del portaelectrodos.

Así, entre los elementos que componen el electrodo figuran:

Elementos fácilmente ionizables.

Elementos se gasifican por efecto de la temperatura.

Elementos que se licuan.

Elementos que aportan los elementos del acero que se pierden en el arco por causa

de la elevada temperatura.

Elementos específicos para dar determinadas características a la soldadura.

Atendiendo al espesor del revestimiento, los electrodos se clasifican en delgados,

medios y gruesos, según que aquél esté comprendido entre el 4 y el 10% del diámetro del

alma, entre el l0 y el 40% y más del 40% del mismo, respectivamente.

Los electrodos de revestimiento delgado mantienen cierta estabilidad del arco por la

ionización que se genera, pero protegen poco el metal fundido, por lo que sólo se emplean

como entrenamiento de los principiantes, por su bajo coste.

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Los electrodos de revestimiento medio obtienen una mayor estabilidad del arco,

permiten la soldadura con corriente alterna y otorgan una mayor protección al metal

soldado, Además, la escoria formada recubre el metal ya solidificado, reduciendo la

velocidad de enfriamiento y la oxidación del mismo.

Los electrodos de revestimiento grueso tienen en su utilización todas las ventajas que

ofrecen los componentes del mismo, permitiendo alcanzar las mejores condiciones y

cualidades físicas y químicas del metal soldado.

FFuunncciioonneess ddeell rreevveessttiimmiieennttoo

Las funciones básicas que debe cumplir un revestimiento se pueden resumir como sigue:

Asegurar la estabilización del arco.

Proteger al metal fundido de su contacto con el aire, tanto en el trayecto de las gotas

fundidas a lo largo del arco, mediante gases que lo envuelvan, como en el baño de fusión, mediante la formación de una capa de escoria que la recubra.

Eliminar o reducir las impurezas en el interior de la soldadura, mediante el barrido de

las mismas, por medio de la escoria.

Aportar elementos aleantes a la soldadura, que suplan las pérdidas ocasionadas por la alta temperatura y/o que comuniquen a la misma las cualidades mecánicas deseadas.

Asegurar un enfriamiento suave de la soldadura a fin de obtener un mejor

comportamiento mecánico de la misma.

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Estas funciones, cuyo conocimiento constituye la base técnica de la fabricación de los

electrodos, pueden agruparse, para su estudio, bajo los siguientes aspectos:

Función eléctrica Función física Función metalúrgica

Función eléctrica del revestimiento

Bajo este aspecto, la función primordial del revestimiento es asegurar una buena

ionización ente el ánodo y el cátodo, facilitando la estabilidad del arco. Los factores que

actúan sobra ésta; son la tensión de vacío del equipo y el potencial de ionización de los

metales, su poder termoiónico y la conductividad térmica.

La tensión de vacío del equipo debe ser superior a la tensión de cebado del electrodo,

en primer lugar, para vencer la resistencia que la columna de aire ofrece al paso de la

corriente, al realizar el cebado del arco, y para que se mantenga un arco estable y una

fusión uniforme de manera continua.

Las tensiones de vacío necesarias para soldar con corriente alterna se reducen por

efecto de los componentes del revestimiento a valores entre los 40y 80 voltios, mientras que

para hacerlo con corriente continua, son aún más bajas, entre los 35 y 50 voltios. En ambos

casos, los revestimientos permiten reducir considerablemente el consumo de energía

eléctrica y garantizan una mayor seguridad para el operario.

Función física del revestimiento

El revestimiento cumple varias funciones físicas en el proceso de soldadura manual,

siendo las principales la formación de gases y la generación de escorias.

La generación de gases se consigue mediante la inclusión en el revestimiento de

materias como la celulosa, carbonato cálcico, dolomita y otros compuestos orgánicos e

inorgánicos que, por efecto de la temperatura generada por el arco, se descomponen,

liberando gases, principalmente monóxido de carbono, hidrógeno y vapor de agua.

Los gases generados realizan una doble función, consistente, por un lado, en

establecer en torno a la columna del arco una columna de gas que evita el contacto directo

del oxígeno y del nitrógeno del aire tanto con las gotas de metal que se desprenden desde

el extremo del electrodo hasta el baño fundido, como a la superficie de éste.

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En segundo lugar, el gas generado experimenta una gran expansión por efecto del

calor del arco y contribuye al arranque de las gotas de metal de la superficie del entorno

del electrodo, primero, y al arrastre e impulsión de las mismas, después imprimiéndoles una

velocidad y, por tanto, una energía cinética que el arco, por si mismo, no sería capaz de

imprimirles, permitiendo así las soldaduras en posiciones vertical, cornisa y techo que, de

otra forma no serían posibles.

Debido al carácter refractario del revestimiento, el alma del electrodo se funde antes

que aquél, formándose una copa en el extremo del electrodo que facilita la expansión de

los gases hacia el eje del electrodo, concentrando la proyección de las gotas metálicas sobre

el mismo. Esto facilita la manipulación del arco, permitiendo orientarlo en la dirección

deseada.

Generación de escoria, por su parte, empieza por realizar una tarea de protección

del metal desde el momento en que los componentes generadores de esta sustancia (dióxido

de titanio o rutilo, titanato potásico, sílice, amianto, etc.) se funden.

La tensión superficial de la escoria fundida, muy inferior a la del acero, hace que

aquélla se extienda sobre la superficie de éste, en el extremo del electrodo, envolviendo las

gotas de metal que se desprenden con una delgada capa que le proporciona una protección

suplementaria en su recorrido a lo largo de la columna del arco. Las gotas así protegidas

penetran, por efecto de su energía cinética en el baño tundido, en donde se rompe la

película que las envuelve, la cual se reabsorbe en forma de gotas, por efecto de la diferencia

de su tensión superficial con la del medio que la rodea. Otras gotas de escoria pasan

directamente de la superficie del revestimiento al baño tundido, también impulsadas por los

gases y, como las anteriores se mueven en el interior de dicho medio.

El baño fundido se halla en un estado de agitación térmica, lo que permite que las

gotas de escoria efectúen un barrido de la masa del mismo, recogiendo las impurezas

como óxidos, sulfuros, etc., que se adhieren a las mismas y son arrastradas por ellas hasta

que alcanzan la superficie, donde se solidifican por tener una temperatura de fusión mas

elevada que el acero. De esta forma se crea sobre el baño fundido una capa de escoria

solidificada que lo protege cuando deja de estar cubierto por los gases que rodean al arco y

lo sigue protegiendo cuando se solidifica, convertido ya en metal soldado, evitando su

contacto con la atmósfera. Una vez que la temperatura haya descendido lo suficiente para

que no sean de temer efectos nocivos de absorción de los componentes del aire, la escoria

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sólida se desprende de la soldadura, por sí sola o con ayuda de algún medio mecánico sin

gran dificultad.

La abundancia de escoria facilita una gruesa capa de protección a metal soldado,

pero dificulta el manejo del arco en las soldaduras en posición y puede llegar a impedir la

salida de gases del interior del baño fundido, produciendo sopladuras superficiales.

Función metalúrgica del revestimiento

En su función metalúrgica, el revestimiento puedo actuar de diversas maneras, de

acuerdo con la naturaleza de sus componentes.

Por una parte, los componentes pueden aportar elementos que se incorporan al baño

fundido a través de las gotas de revestimiento fundido o escoria. Dichos elementos pueden

actuar proporcionando a las soldaduras determinadas cualidades de ductilidad, tenacidad,

resiliencia, etc., que mejoren su comportamiento mecánico, a diversos niveles de

temperatura.

También pueden aportar aquellos elementos que compensan las pérdidas que el

metal soldado sufre por evaporación u oxidación producidas por las elevadas temperaturas

generadas en el proceso de soldadura.

El revestimiento puede incorporar ciertas cantidades de polvo de hierro y de óxido

de hierro, que se alean con el metal fundido, aumentando el rendimiento o tasa de

deposición de metal de los electrodos cuyo diámetro está limitado por la tecnología de

fabricación.

Otros componentes del revestimiento actúan como elementos desoxidantes y

desulfurantes para eliminar los riesgos de formación do grietas en caliente y de porosidad en

el interior, mediante la reacción de dichos elementos con el oxígeno y el azufre presentes en

el baño tundido.

Finalmente, la escoria solidificada sobre el cordón proviene el enfriamiento

excesivamente rápido manteniéndolo en estado de fusión durante el tiempo necesario para

que salgan a la superficie del mismo los gases generados y las impurezas segregadas en el

interior.

TTiippooss ddee rreevveessttiimmiieennttoo

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 25 de 37

Prácticamente en todos los electrodos se utiliza un acero de la misma composición

para la fabricación del alma, por lo cual, lo que caracteriza las distintas clases de electrodos,

son los revestimientos.

De acuerdo con los compuestos que forman parte de los revestimientos y la proporción

en que están presentes, los electrodos se comportan de distinta forma, de tal manera que,

según la aplicación que se quiera hacer de ellos y, en función de las características de la

unión, espesores, tipo de preparación posición de la soldadura, geometría de la unión,

composición del metal, etc., puede elegirse el tipo de electrodos y los parámetros adecuados

para soldadura. En general, podemos decir que los electrodos se seleccionan por su calidad,

economía y facilidad de manejo.

Aunque se están produciendo continuas innovaciones en la fabricación de

electrodos, se suelen clasificar por la naturaleza de las reacciones químicas de las escorias

obtenidas (naturaleza del revestimiento), en:

Electrodos Ácidos.

Electrodos Básicos.

Electrodos Celulósicos.

Electrodos Oxidantes.

Electrodos de Rutilo. (También existen mezclas Rutilo-Ácido/Rutilo-

Básico/Rutilo-Celulósico).

Atendiendo a sus características operatorias o económicas, podemos distinguir

además de los mencionados, los siguientes:

Electrodos “semiautomáticos”.

Electrodos de gran penetración.

Electrodos de gran rendimiento.

Además de esta clasificación los electrodos pueden clasificarse según su espesor de revestimiento:

Electrodos de revestimiento ligero o delgado. D < 1,1 x d; escasa

protección del metal fundido

Electrodos de revestimiento medio. D ≤ 1,3 x d; estos electrodos

obtienen una mayor estabilidad de arco, permiten el soldeo con

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corriente alterna y protegen mejor al metal soldado, la escoria recubre al metal ya

solidificado reduciendo la velocidad de enfriamiento y la oxidación.

Electrodos de revestimiento grueso. D> 1,3 x d; permiten obtener las mejores

cualidades del metal soldado.

Al aumentar el espesor del revestimiento:

- El electrodo admite mayor intensidad. - El cráter es más pronunciado. - Aumenta el poder de penetración. - El cordón es más ancho y plano.

Una consideración más a la hora de clasificar los electrodos, es analizando la forma en

que se produce el transporte de las gotas a través del arco, cuestión que depende

fundamentalmente del tipo de revestimiento. Según lo dicho podemos considerar dos tipos:

Electrodos de gota fría Electrodo de gota caliente - Como aspecto más destacable - Los electrodos de gota caliente no los electrodos de gota fría por son adecuados para el soldeo en definición son adecuados para posiciones difíciles, ni recomendables el soldeo en cualquier posición. para penetraciones, pero en cambio poseen una elevada velocidad de velocidad de fusión.

Básico; Celulósico; Rutilo Ácido; Oxidante. El más universal? por sus características operatorias y de acabado es el Rutilo por tanto, se suele hablar de los demás tipos comparándolos con él.

ELETRODOS ÁCIDOS Composición del Revestimiento: Óxidos de hierro y manganeso

Características generales: Es el típico representante de ‘‘gota caliente’’. Sus cualidades mecánicas son normalmente, superiores a las del Rutilo, pero, en cambio, es mucho menos versátil. Características de la escoria: Bastante fluida, de aspecto poroso y abundante.

Ventajas: Velocidad de fusión bastante elevada. Altas intensidades

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Limitaciones: Solo se puede utilizar con metales base con buena soldabilidad, con contenidos muy bajos de azufre, fósforo y carbono, de lo contrario pueden presentarse fisuraciones en caliente ya que los componentes del revestimiento no son capaces de extraer el azufre y el fósforo como si ocurre con los electrodos básicos. Aunque su penetración es elevada no son los más recomendables para este tipo de operación. No indicados para posiciones difíciles.

Posiciones: Especialmente indicados para posición horizontal. En vertical ascendente se pueden emplear con bastante éxito, debido a la escasa escoria , aunque, en esta posición, el remate conseguido no es comparable con el del Rutilo.

Tipo de corriente: C.C y C.A

Aplicaciones: Aunque en la actualidad su uso es escaso, su campo de trabajo está en las chapas fuertes en horizontal, especialmente donde interese una alta resistencia a la fisuración.

ELETRODOS BÁSICOS

Composición del Revestimiento: Carbonato cálcico y otros carbonatos básicos.

Características generales: Es un típico electrodo de “Gota fría” y, por tanto, suelda en todas posiciones y en todo tipo de trabajo. Es el electrodo ordinario que mejores características mecánicas proporciona a la unión; tiene, en especial, una resiliencia alta. El precio de estos electrodos es algo más elevado que el de los demás, pero consigue, en cambio, valores económicos de depósito bastante altos.

Características de la escoria: Es densa, no muy abundante de color pardo oscuro y brillante, se separa fácilmente y asciende con facilidad por lo que se reduce el riesgo de inclusiones de escoria. Ventajas: Metal de soldadura muy resistente a la figuración en caliente. Son de bajo contenido en hidrógeno (el metal depositado tendrá bajo contenido en hidrógeno) lo que reduce la figuración en frío. Limitaciones: Su manejo es algo dificultoso, debiendo emplearse con arco muy corto y con intensidades relativamente bajas. Son muy higroscópicos (absorben humedad con facilidad), por lo que requieren ciertas precauciones en su conservación y manejo. Paquetes cerrados herméticamente y conservados en recintos adecuados para mantenerlos perfectamente secos, secar en estufas adecuadas previamente a su empleo.

Posiciones: Todas posiciones

Tipo de corriente: C.C (polaridad inversa) y algún tipo de electrodo básico C.A

Aplicaciones: En general se utiliza siempre que las uniones son de responsabilidad: altos hornos, tubería de alta presión, costuras claves de una estructura, centrales nucleares’, etc. También se utilizan siempre que se trabaje en espesores muy fuertes, cualquiera que sea su función, así corro en aceros que puedan presentar algún problema de soldabilidad, debido a sus componentes.

ELETRODOS CELULÓSICOS

Composición del Revestimiento: Sustancias orgánicas que generan gran cantidad de gases por el calor.

Características generales: Alta eficiencia de aporte por la calidad de sus componentes. Arco estable y penetrante con una fácil remoción de escoria. Propiedades mecánicas adecuadas aún a temperaturas bajo cero.

Características de la escoria: la escoria que producen es escasa y se separa con gran facilidad. Ventajas: La gran cantidad de gases forman una gran envoltura gaseosa en torno al arco e imprimen a las gotas metálicas una gran energía cinética, por lo cual se consiguen grandes

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penetraciones en el metal de base, con un régimen de fusión muy elevado.

Limitaciones: Muchas proyecciones. Superficie de la soldadura muy irregular. Las intensidades con que se trabaja pueden ser muy elevadas, aunque limitadas por el calentamiento del electrodo al paso de la corriente eléctrica que puede decomponer el revestimiento antes de llegar al baño.

Posiciones: Todas posiciones.

Tipo de corriente: C.C (polaridad inversa). Para su utilización con corriente alterna se necesita emplear generadores con elevada tensión de vacío.

Aplicaciones: Se usan principalmente para el soldeo de tuberías, por la buena penetración que consiguen y por la rapidez del trabajo, debida a la elevada velocidad de fusión.

ELETRODOS OXIDANTES Composición del Revestimiento: Contienen principalmente óxido de hierro, con o sin óxidos de manganeso. Características generales: El electrodo oxidante es el más barato y, en consecuencia el de peores características mecánicas ofrece.

Características de la escoria: no excesivamente densa pero con dificultades para su eliminación. Ventajas: Su inferior coste con respecto a otros electrodos. Limitaciones: Tiene escaso revestimiento, emite muchas proyecciones, no suelda en posiciones difíciles, desprende muy mal la escoria, deja las soldaduras con muy mal aspecto y las cualidades mecánicas del metal depositado son bajas.

Posiciones: principalmente en posición horizontal

Tipo de corriente: C.C (polaridad directa) y C.A.

Aplicaciones: este electrodo se utiliza solo en casos de poca responsabilidad, como el soldeo de ferralla, la carpintería metálica basta, recargues, punteos, etc. Hoy en día prácticamente se ha erradicado su uso, debido a que son mucho mayores sus inconvenientes que la pequeña diferencia en precio.

ELETRODOS DE RUTILO Composición del Revestimiento: Rutilo (óxidos de titanio)

Características generales: Electrodo de gota fría, es el más universal por sus características operatorias (fácil manejo) y de acabado (buen aspecto y características mecánicas aceptables).

Características de la escoria: Es muy densa y viscosa. Ventajas: Fácil cebado y manejo del arco. Fusión del electrodo suave. Cordón de soldadura muy regular y de buen aspecto. Limitaciones: Si se requieren elevadas características mecánicas no es el electrodo indicado.

Posiciones: Todas posiciones

Tipo de corriente: C.C y C.A

Aplicaciones: Es el electrodo más comúnmente empleado.

ELETRODOS DE GRAN RENDIMIENTO Composición del Revestimiento: Además de las sustancias químicas propias del tipo de

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eléctrodo (rutilo, ácido, básico), se les introduce en el revestimiento polvo de hierro. Características generales: El electrodo de Gran Rendimiento es aquel que deposita más del 120% del peso de su varilla, incluso pueden llegar a obtener hasta un 23O%, aunque se consideran ideales rendimientos de 150 a 165%.

Características de la escoria: Depende del tipo de electrodo. Ventajas: Arco más estable. Se requiere menor destreza para utilizarlos correctamente ya que se suelen emplear utilizando la técnica de soldeo “semiautomática”. Aumenta la cantidad de metal depositado para un determinado diámetro de alma. Limitaciones: Solo se pueden emplear para el soldeo en posición horizontal.

Posiciones: Posición horizontal

Tipo de corriente: Depende del tipo de electrodo.

Aplicaciones: Su principal campo de aplicación está en las uniones de chapa fuerte en posición horizontal. En general, y dentro de sus limitaciones, este electrodo debe utilizarse siempre que las circunstancias nos lo permitan, ya que consigue aumentar la productividad.

RReennddiimmiieennttoo GGrraavviimmééttrriiccoo

El rendimiento gravimétrico de un electrodo, es la relación entre el metal depositado

durante el soldeo y el peso del alma de los electrodos empleados, multiplicado por cien para

determinarlo en tanto por ciento.

FFaabbrriiccaacciióónn,, ccoonnsseerrvvaacciióónn yy mmaanniippuullaacciióónn ddee llooss eelleeccttrrooddooss

Para la fabricación de los electrodos se empieza elaborando separadamente el alma

y el revestimiento. Ambos procesos convergen en la prensa de extrusión, a partir de la cuál

comienza la fabricación del electrodo propiamente dicho.

Para la fabricación del alma, se parte de un rollo de alambrón de un diámetro superior

al del alma de mayor grosor que se fabrica. Este alambre se hace pasar por sucesivas

hileras, que van adelgazando su diámetro, hasta reducirlo al de la varilla que constituye el

alma que se quiere fabricar. Con objeto de evitar el paso a través de todas las hileras y

reducir los stocks del almacén de entrada, se seleccionan alambrones de dos diámetros, el

más grueso para los electrodos de diámetro máximo y medio, y el más delgado para los de

diámetro medio y mínimo.

Peso del metal aportado (gr) RENDIMIENTO =________________________________ x 100 = %

Peso metal varilla (gr)

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Tras el paso por el tren de hileras se comprueba electrónicamente el calibre del

alambre de la varilla y se pasa a una enderezadora y cortadora automática, pasando a

través de una tobera a la prensa de extrusión.

Por su parte, para la fabricación del revestimiento, se preparan los ingredientes;

pulverizados, con una granulometría y dosificación cuidadosamente controlada, pasando a

una mezcladora y amasadora en donde se les añade el agua que los aglomerantes

necesitan para formar la pasta, con la que se llenan los recipientes que se introducen en la

prensa de extrusión.

Por la tobera de salida de la prensa de extrusión sale la varilla rodeada de la pasta del

revestimiento fuertemente comprimida contra ella y, después de pasar por los controles de

centrado y de espesor, pasa al horno de secado. Una vez seco, el electrodo pasa por un

proceso automático en el cual se elimina el revestimiento de un extremo, dejando desnudo

el final del alma y mecanizando el extremo contrario con una ligera conicidad para facilitar

la operación de cebado.

Los electrodos son empaquetados, etiquetados y embalados automáticamente para

su expedición. Los electrodos susceptibles de captar la humedad del ambiente pasan por

una fase especial de nuevo secado, envasado hermético y empaquetado, y, finalmente,

almacenado en recintos especialmente acondicionados para su conservación.

Uno de los controles más importantes a realizar durante la fabricación de los electrodos,

es el que asegura un espesor uniforme de revestimiento, si este espesor no es uniforme y

el revestimiento no es concéntrico, el arco no adquiere la dirección correcta, la protección

disminuye, y tenemos falta de penetración. Así mismo el electrodo no se funde

uniformemente dejando una especie de proyección en el lado donde el recubrimiento es más

grueso, y que comúnmente se conoce como "uña"

Manipulación y tratamiento de los electrodos

Hemos visto cómo la fabricación del revestimiento es similar a la de cualquier producto

cerámico y como tal ha de ser considerado. Su falta de ductilidad no permite que los

electrodos sean doblados o golpeados sin agrietarse desprenderse el alma.

Un electrodo agrietado produce soldaduras defectuosas, ya que, por una parte, los

gases que se producen por efecto del arco escapan a través de la grieta, desviándose del

eje del arco y, por otra, se pueden desprender trozos del revestimiento que penetren en el

baño fundido. Los componentes generadores de gases de dichos trozos dentro del baño

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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 31 de 37

fundido y por la temperatura de éste, producen gases en una cantidad superior a la que es

posible eliminar del baño, quedando en el metal soldado en forma de porosidad abundante.

Por otra parte, los elementos del revestimiento destinados a producir escoria, aunque lleguen

a fundirse, no alcanzan la temperatura que llegarían a tener por el calor del arco, por lo que

solidifican antes de tiempo, dificultando su movimiento en el interior del baño, e impidiendo

su salida del mismo y quedando en el metal soldado en forma dé inclusiones de escoria.

Este fenómeno se agudiza si algún trozo de revestimiento caído, en el baño no llega a

fundirse del todo, ya que las aristas vivas de las partículas sólidas son un freno para el

desplazamiento en el interior, de la masa fundida, aparte de constituir de retención de la

escoria fluida en su función de barrido.

Si se puede, dar a un electrodo no demasiado grueso una ligera curvatura a fin de

acceder a la soldadura in situ en tuberías próximas a paredes techos o suelos, en lugares a

donde no se podría llegar con los equipos de otros procesos de soldeo.

Otro aspecto a considerar es la porosidad de algunos tipos de revestimiento, que los

hace susceptibles de impregnarse de polvo, de aceites, de suciedades y de humedad. Los

electrodos así impregnados, en el momento de soldar, producen gases e impurezas en

cantidades incontroladas y de forma irregular, provocando anomalías en la superficie del

cordón y porosidades e inclusiones no metálicas en el interior del mismo.

Para evitar los defectos a que pueden dar lugar los electrodos en mal estado, es

recomendable seguir unas normas para el cuidado y manipulación de los electrodos, que

podemos resumir así:

Transportar los electrodos en recipientes cerrados, suficientemente resistentes para

evitar que las herramientas o piezas que se transporten con ellos caigan o se depositen sobre los mismos, deteriorándolos.

No transportar un número de unidades mayor que el que prudentemente se considere va a ser necesario consumir en una tarea (o en una jornada, en las tareas de larga duración).

Manipular los electrodos con guantes limpios y secos.

No exponer los electrodos a ambientes excesivamente húmedos ni depositarlos sobre

superficies manchadas de grasa, polvo, pintura o suciedad. Almacenamiento y secado de los electrodos

Los revestimientos de los electrodos son higroscópicos (absorben y retienen la

humedad con gran facilidad). Si se utiliza un electrodo húmedo se pueden provocar poros,

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además de grietas en frío. Para disminuir los problemas de la humedad, los electrodos

revestidos deben ser embalados y almacenados en las condiciones adecuadas. Los

electrodos deben almacenarse en locales limpios y dotados de una regulación dé

temperatura y humedad adecuadas.

Los electrodos básicos son de alto contenido en hidrógeno, que por unas causas u

otras hayan permanecido expuestos a la humedad ambiente durante algún tiempo, deben ser

sometidos a un proceso de secado en estufa. Para seleccionar la temperatura y tiempo de

secado se deberán seguir las recomendaciones del fabricante del electrodo, dado que los

límites de temperatura y tiempo pueden variar de un fabricante a otro incluso para los

electrodos de la misma clasificación. Un calentamiento excesivo puede dañar el

revestimiento de electrodo. Cuando se emplean este tipo de electrodos se debe disponer de

pequeñas estufas, en lugares cercanos al lugar de trabajo, donde se mantengan los

electrodos a temperaturas uniformes de 65º a 150º C (temperatura de mantenimiento) de la

que se vayan sacando en número reducido para su utilización más inmediata.

CCllaassiiffiiccaacciióónn ddee llooss eelleeccttrrooddooss

Se han establecido normas para identificar los electrodos por sus características

principales, que permiten su comparación y selección, mediante un código. Nos centraremos

en la AWS A5.1 (norma americana) y EN 499 (norma europea), que establecen los

símbolos y códigos numéricos que definen las características de los electrodos.

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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 35 de 37

Clasificación UNE- EN 499

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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 36 de 37

E 42 3 B 4 2

PPPRRREEEPPPAAARRRAAACCCIIIÓÓÓNNN DDDEEE PPPIIIEEEZZZAAASSS

La preparación de las piezas antes del soldeo, es una tarea de gran importancia.

Para conseguir una soldadura sana, se deberá elegir la preparación adecuada, e función del

espesor y la posición de soldeo.

Para soldaduras en cornisa; el ángulo de ambos biseles deberá ser diferente. La parte

baja será menor para reducir el descuelgue del metal.

En bajo techo; se reducirá el ángulo del chaflán e incluso se elimina el talón.

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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

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