Características
La “soldadura por arco eléctrico” es el proceso más conocido y del que se tiene la mayor cantidad de aplicaciones prácticas. En principio el arco eléctrico es un corto circuito controlado que se forma cuando la corriente eléctrica fluye entre el electrodo y la pieza de trabajo generando una columna de gas ionizado llamado “plasma”.
Para poder alcanzar este nivel de ionización, la corriente presenta un amperaje alto y voltaje bajo debido a una alta concentración de electrones para transportar la corriente. Los electrones son emitidos por el polo negativo (cátodo) y fluyen junto con los iones negativos del plasma hacia el polo positivo (ánodo). El flujo principal de corriente se debe al paso de electrones.
El calor que se genera en el área del polo positivo es producido principalmente por el choque de los iones negativos en la superficie del mismo; mientras que el calor en el área del polo negativo es generado principalmente por los electrones que son acelerados por el voltaje del arco cuando pasan a través del plasma, y ceden su energía en forma de calor al chocar control el ánodo.
La columna del arco, conocida como plasma, es una mezcla de átomos de gases altamente ionizados en un movimiento acelerado y en constante colisión.
El arco eléctrico, puede ser dividido en tres áreas de generación de calor: el electrodo, el metal base y el plasma producido por el arco.
También es preciso decir que el cordón de soldadura consta de otras dimensiones fundamentales que son (5):
- La garganta, corresponde a la penetración del cordón.
- La pierna, el punto donde inicia la preparación de la unión de los componentes metálicos.
- El lado, la inclinación, y la raíz, parte inferior de la soldadura que se relaciona con la penetración en la unión.
El cordón de soldadura nació con el arco eléctrico, cuando el sueco Kjellber inventó el electrodo revestido (5).
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Tipos de cordones de soldadura
Los cordones se dividen dependiendo de la oscilación que realice el soldador. Los más comunes son (6):
- Cordón encordado. También conocido como cordón recto, es el tipo de cordón de soldadura en donde se aplican pocas oscilaciones o a veces ninguna. Usualmente es empleado para soldar tuberías de acero inoxidable.
- Cordón Tejido. Es a través de diversos movimientos oscilatorios cuando se consigue este tipo de cordón. Es por medio de los cordones tejido donde se pueden controlar distintos rasgos del cordón de soldadura tales como; penetración, deposición o acumulación de material de aporte.
La mayoría de las veces la forma de este cordón queda a discreción del soldador; sin embargo, algunos procedimientos de soldadura especifican el ancho y el patrón de tejido que se deben emplear.
Algunos patrones de cordón tejido que se ocupan en la industria son el de soldadura circular y el de soldadura en “C”.
Los cordones de soldadura también se pueden clasificar según su posición de ejecución, por lo cual, existen algunos como (7):
- Cordón en posición plano o a piso. (soldadura en ranura (1G, 1F) Para una superficie horizontal.
- Cordón de ángulo (Soldadura de filete (1F, 2F, 3F). Conformado por una intersección de un plano horizontal y otro vertical. Este proceso se sitúa sobre la cara superior del plano horizontal.
- Cordón en posiciónHorizontal (2G, 2F). Está situado en un plano vertical en una dirección horizontal.
- Cordón en posición vertical. (3G, 3F) Su dirección es aproximada a la vertical.
- Cordón en posición sobre cabeza (4G, 4F). Este cordón puede ser de cordón de ángulo o cordón a tope. Estos procesos se sitúan en un plano horizontal por su cara inferior.
Los cordones más usuales son el cordón plano (soldadura de ranura y el cordón ángulo (soldadura de filete) horizontal por su ejecución sencilla (6).
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Proceso
Para generar un cordón de soldadura se requiere efectuar una serie de pasos con el fin de efectuar una buena ejecución. Los pasos que debemos realizar son (8):
- Preparar correctamente los materiales a soldar (preparaciòn de la junta). Debemos debastar u desgastar la superficie anterior para garantizar la fusión entre el metal y el electrodo. En caso contrario podríamos no unir de forma adecuada ambos materiales y repetir el proceso.
- Elegir el electrodo o metal de aporte apropiado. Es necesario elegir el adecuado dependiendo del material que se vaya a soldar y del esfuerzo al cual vaya a estar sometida la soldadura.
- Regular la intensidad de corriente. Este punto es de suma importancia puesto que determinará la calidad del cordón de soldadura. Toma en cuenta que una corriente muy elevada provoca salpicaduras excesivas, mientras una corriente muy baa provocaría falta de fusión.
- Distancia y ángulo del electrodo respecto a la soldadura. Es importante mantener una distancia y ángulo apropiados para la correcta ejecución del cordón de soldadura.
- Velocidad de avance del electrodo. Manejar una velocidad de avance adecuada hará que el cordón de soldadura tenga una fusión de material adecuada.
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Aplicaciones por Arco Eléctrico
De entre las técnicas de la SMAW, el cordón de soldadura es una de las que más tiene aplicaciones. Algunas de estas son (9):
- SMAW ( Shield Metal Arc Welding) Electrodo recubierto
- GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) Electrodo de tungsteno con gas de protección.
- GMAW (Gas Metal Arc Welding) Alambre continuo con gas de protección.
- FCAW (Flux Core Arc Welding) Alambre tubular
- SAW (Sumerged Arc Welding) Arco Sumergido.
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Los usos de este procedimiento son las siguientes:
- Creación de formas estructurales.
- Fabricación de componentes de máquinas para todo tipo de industria pesada.
- Producción de recipientes y tanques para uso a presión y almacenamiento.
- Empalme y fabricación subconjuntos del sector naval.
- Trabajos de superficie y acumulación, mantenimiento, así como reparación.
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Referencias de consulta
1. Kemppi. Explicación detallada del proceso de soldadura. Kemppi, s/f. Consultado el 17 de agosto del 2022.
2. Item. Cordón de soldadura. Item, s/f. Consultado el 17 de agosto del 2022.
3. Spiegato. ¿Qué es una soldadura por cordón? Spiegato, s/f. Consultado el 17 de agosto del 2022.
4. Félix Gómex y Antonio González. Soldadura y técnicas de unión. Universidad de Murcia, s/f. Consultado el 17 de agosto del 2022.
