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¿Qué Son Los Electrodos De Soldadura? - Una Guía Completa

Los electrodos de soldadura son tramos de alambre que se conectan con su máquina de soldar para crear un arco eléctrico. La corriente pasa a través de este cable para producir un arco, que genera mucho calor para derretir y fusionar el metal para soldar .

Un electrodo es un alambre de metal revestido. Está hecho de materiales similares al metal que se está soldando. Para empezar, existen electrodos consumibles y no consumibles. En la soldadura por arco de metal con escudo (SMAW) , también conocida como varilla, los electrodos son consumibles, lo que significa que el electrodo se consume durante su uso y se funde con la soldadura.


En la soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) , los electrodos no son consumibles, por lo que no se derriten y se convierten en parte de la soldadura. Con la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) o soldadura MIG , los electrodos se alimentan continuamente de alambre. La soldadura por arco con núcleo fundente requiere un electrodo tubular consumible de alimentación continua que contiene un fundente.

¿Cómo Elegir Los Electrodos De Soldadura?

Los electrodos revestidos están disponibles en una amplia gama de tipos, cada uno de los cuales proporciona diferentes propiedades mecánicas y funciona con un tipo específico de fuente de alimentación de soldadura . Hay varios factores a considerar en la selección de varillas de soldadura:

  1. Propiedades del metal base

  2. Resistencia a la tracción

  3. corriente de soldadura

  4. Espesor, forma y ajuste de juntas del metal base

  5. Posición de soldadura

  6. Especificaciones y condiciones de servicio

  7. Condiciones ambientales de trabajo

Antes de encender su máquina y recoger su portaelectrodos, aprenda más sobre cada uno de estos factores.


Propiedades Del Metal Base

El primer paso para elegir un electrodo es determinar la composición de su metal base. Su objetivo es hacer coincidir (o hacer coincidir) la composición del electrodo con el tipo de metal base , lo que ayudará a garantizar una soldadura fuerte. Si tiene dudas sobre la composición de su metal base, hágase estas preguntas:

  • ¿Cómo se ve el metal? Si está trabajando con una pieza o componente roto, busque una superficie interna áspera y granulada, lo que generalmente significa que el material base es metal fundido.

  • ¿El metal es magnético? Si el metal base es magnético, es muy probable que el metal base sea acero al carbono o acero aleado . Si el metal base no es magnético, el material podría ser acero al manganeso, acero inoxidable austenítico serie 300 o una aleación no ferrosa como aluminio, latón, cobre o titanio.

  • ¿Qué tipo de chispas emite el metal cuando se toca con un molinillo? Como regla general, más destellos en las chispas indican un mayor contenido de carbono, como en el acero de grado A-36.

¿Un cincel “muerde” el metal base o rebota? Un cincel morderá un metal más blando, como acero dulce o aluminio, y rebotará en metales más duros, como acero con alto contenido de carbono, cromo-molibdeno o hierro fundido .


Resistencia A La Tracción


Para evitar grietas u otras discontinuidades en la soldadura, haga coincidir la resistencia a la tracción mínima del electrodo con la resistencia a la tracción del metal base. Puede identificar la resistencia a la tracción de un electrodo de barra consultando los primeros dos dígitos de la clasificación AWS impresa en el lateral del electrodo.

Por ejemplo, el número “60” en un electrodo E6011 indica que el metal de aporte produce un cordón de soldadura con una resistencia a la tracción mínima de 60 000 psi y, como resultado, funcionaría bien con acero de resistencia a la tracción similar.


Corriente De Soldadura

Algunos electrodos se pueden usar solo con fuentes de alimentación de CA o CC, mientras que otros electrodos son compatibles con ambas. Para determinar el tipo de corriente correcto para un electrodo en particular, consulte el cuarto dígito de la clasificación AWS, que representa el tipo de recubrimiento y el tipo de corriente de soldadura compatible (ver


El tipo de corriente que utilice también influye en el perfil de penetración de la soldadura resultante. Por ejemplo, un electrodo compatible con DCEP, como el E6010, brinda una penetración profunda y produce un arco extremadamente cerrado.

También tiene la capacidad de "cavar" a través del óxido, el aceite, la pintura y la suciedad. Un electrodo compatible con DCEN, como el E6012, proporciona una penetración suave y funciona bien cuando se unen dos juntas o se sueldan soldaduras de filete de alta velocidad y alta corriente en posición horizontal.


Un electrodo compatible con CA, como el E6013, produce un arco suave con una penetración media y debe usarse para soldar láminas de metal limpias y nuevas.


Espesor, Forma Y Ajuste De Juntas Del Metal Base

Los materiales gruesos requieren un electrodo con máxima ductilidad y bajo contenido de hidrógeno para evitar el agrietamiento de la soldadura. Los electrodos con números de clasificación AWS que terminan en 15, 16 o 18 brindan excelentes propiedades de bajo hidrógeno y buena tenacidad (valores de alto impacto) para adaptarse a la tensión residual.

Para materiales delgados, necesitará un electrodo que produzca arcos suaves, como el 6013. Además, los electrodos de diámetro más pequeño proporcionarán una penetración superficial para ayudar a evitar que se quemen los materiales más delgados.

También querrá evaluar el diseño conjunto y el ajuste. Si está trabajando en una junta con un ajuste apretado o que no está biselada, use un electrodo que proporcione un arco de excavación para garantizar una penetración suficiente, como un E6010 o E6011. Para materiales con amplias aberturas de raíz, seleccione un electrodo, como el E6012, que crea una cara de soldadura cóncava adecuada para salvar espacios y realizar soldaduras de ranura.

Posición De Soldadura

Para determinar para qué posición(es) está calificado un electrodo en particular, consulte el tercer dígito en la clasificación AWS. Así es como se descifra la electrodeposición calificada:

  • 1 = plano, horizontal, vertical y superior

  • 2 = solo plano y horizontal


Por ejemplo, un electrodo 7018 se puede usar en posiciones planas, horizontales, verticales y elevadas.


Especificaciones Y Condiciones De Servicio

Asegúrese de evaluar las condiciones que encontrará la pieza soldada a lo largo de su servicio. Si se va a usar en ambientes de alta temperatura o baja temperatura sujetos a cargas de choque repetitivas, un electrodo de bajo hidrógeno con mayor ductilidad reducirá la posibilidad de agrietamiento de la soldadura.


Además, asegúrese de verificar las especificaciones de soldadura si está trabajando en aplicaciones críticas, como la fabricación de recipientes a presión o calderas . En la mayoría de los casos, estas especificaciones de soldadura requerirán el uso de tipos específicos de electrodos.



Condiciones Ambientales De Trabajo

Para lograr los mejores resultados, siempre debe eliminar el exceso de cascarilla de laminación, óxido, humedad, pintura y grasa. Los metales base limpios ayudan a prevenir la porosidad y aumentan las velocidades de desplazamiento.

Si no es posible limpiar su metal base, los electrodos E6010 o E6011 generan un arco de penetración profunda que tiene la capacidad de atravesar los contaminantes.


¿Cómo Leer El Código En Los Electrodos De Barra?

La American Welding Society (AWS) tiene un sistema de numeración que ofrece información sobre un electrodo específico, como para qué aplicación se usa mejor y cómo se debe operar para obtener la máxima eficacia.


La “E” indica un electrodo de soldadura por arco. Los primeros dos dígitos de un número de 4 dígitos y los primeros tres dígitos de un número de 5 dígitos representan la resistencia a la tracción. Por ejemplo, E6010 significa una resistencia a la tracción de 60 000 libras por pulgada cuadrada (PSI) y E10018 significa una resistencia a la tracción de 100 000 psi.


El penúltimo dígito indica la posición. Por lo tanto, "1" representa un electrodo de todas las posiciones, "2" para un electrodo plano y horizontal, y "4" para un electrodo plano, horizontal, vertical hacia abajo y superior. Los dos últimos dígitos especifican el tipo de recubrimiento y la corriente de soldadura.



¿Qué Es El Revestimiento Del Electrodo De Soldadura?

Los recubrimientos de los electrodos deben proporcionar una protección de gas para el arco, fácil cebado y estabilidad del arco, una escoria protectora, buena forma de soldadura y, lo que es más importante, una protección de gas que consuma el oxígeno circundante y proteja el metal de soldadura fundido.

Hay varios tipos de electrodos disponibles, el tipo a menudo se define por la naturaleza del recubrimiento.

El recubrimiento de electrodos se cubre con una capa de calidad relativamente alta aplicada en una capa de 1 a 3 mm de espesor. El peso de dicho revestimiento es del 15 al 30% del peso del electrodo. La mayor parte de la soldadura se realiza con electrodos revestidos. Esto restringe el proceso a una operación manual lenta. Si el revestimiento de fundente se coloca dentro de un tubo largo, el electrodo puede tener la forma de un cable desnudo en forma de bobina.


Entonces el proceso de arco protegido puede hacerse continuo y automático. El objetivo principal de un revestimiento ligero es aumentar la estabilidad del arco; el recubrimiento también se denomina recubrimiento ionizante. Dado que el recubrimiento del electrodo es quebradizo, solo se pueden usar electrodos de barra recta.

La función de los recubrimientos de electrodos.

  • Mejorar la estabilidad del arco proporcionando ciertos productos químicos que tienen esta capacidad al ionizar la trayectoria del arco.

  • Proporcione una atmósfera gaseosa protectora para evitar que el metal fundido absorba oxígeno, hidrógeno y nitrógeno.

  • Escoria protectora sobre metal caliente

  • Proporciona fundente, que ayuda a eliminar los óxidos y otras impurezas de los metales fundidos.

  • Reduzca las salpicaduras del metal de soldadura: cuando el recubrimiento se quema más lentamente que el núcleo.

  • Actúa como desoxidante

  • Reduzca la velocidad de enfriamiento de la soldadura (debido a la capa protectora de escoria) para evitar el endurecimiento.

  • Los revestimientos son normalmente aislantes de la electricidad y, por lo tanto, evitan el uso de electrodos en ranuras estrechas, etc.



Tipos De Recubrimientos:

Si bien existen características universales dentro de cada tipo de recubrimiento de electrodo, la composición química única de cada recubrimiento individual proporcionará propiedades diferentes. Asegúrese de investigar las mejores aplicaciones de cada recubrimiento para asegurarse de elegir uno que se adapte bien a su proyecto.

Celulosa:


Estos recubrimientos están compuestos por alrededor de un tercio de celulosa y dos tercios de otros materiales orgánicos. Cuando se exponen al arco de soldadura, los materiales se descomponen para formar tres gases separados: hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono que fortalecen el arco. Esta fuerza adicional permite que la corriente penetre más profundamente en el metal, lo que da como resultado soldaduras más fuertes.

Los recubrimientos de celulosa también emiten una capa de gas para proteger el baño de soldadura de las impurezas. La capa de gas crea una barrera entre el metal y otros elementos, como el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno, que pueden crear porosidad en una soldadura. La porosidad es veneno para una soldadura, por lo que el uso de electrodos con recubrimiento de celulosa puede ayudar a garantizar juntas de soldadura de mayor calidad.


Los recubrimientos de celulosa vienen en una variedad de mezclas químicas, cada una con sus propias propiedades únicas y mejores aplicaciones. Si bien el componente de celulosa de la receta es una regla general, los materiales orgánicos adicionales varían mucho.

Mineral:

Los recubrimientos minerales dejan una capa de escoria sobre la soldadura. Si bien la escoria puede parecer un efecto secundario molesto, en realidad tiene un propósito muy útil. La escoria de un electrodo recubierto de mineral se enfría mucho más lentamente que un electrodo recubierto de celulosa y el material soldado debajo.

Esto da tiempo para que las impurezas se filtren a la superficie del metal, evitando que comprometan la estructura de la soldadura.

Mezcla:

Los recubrimientos de electrodos con una combinación de celulosa y minerales son una opción popular entre los fabricantes porque ofrecen lo mejor de ambos mundos. Dado que estos recubrimientos pueden tener desde unos pocos componentes hasta más de 10 ingredientes diferentes, la diversidad química de estos recubrimientos brinda una variedad de beneficios significativos.

Tener gas de protección y protección contra escoria en una soldadura puede ser increíblemente útil cuando se trabaja con metales base particularmente temperamentales.



Recubrimientos De Electrodos Más Comunes:

Si bien hay ciertas aplicaciones que requieren recubrimientos y características de electrodos específicos, estos son cinco de los recubrimientos de electrodos de soldadura más comunes que probablemente verá.

Electrodos De Celulosa:

Muy adecuados para el posicionamiento vertical, los electrodos de celulosa dejan una capa de escoria muy delgada y muy fácil de quitar. Los recubrimientos de celulosa se descomponen en hidrógeno y dióxido de carbono a medida que se calientan. Esto proporciona una capa de gas protector eficaz sobre el baño de soldadura.

Sin embargo, esto también puede poner la soldadura en riesgo de fragilización por hidrógeno. En su forma más pura, los recubrimientos de celulosa funcionan mejor con CC. Sin embargo, la adición de diferentes elementos al revestimiento también puede permitir su uso con CA. Los electrodos de celulosa le brindan toda la facilidad de un recubrimiento de rutilo, pero con una penetración más profunda y una escoria menos problemática.


Electrodos De Rutilo:

Casi idéntico a la celulosa, la principal diferencia es que el rutilo tiene un mayor porcentaje de dióxido de titanio. Esto crea un escudo de gas de oxígeno, nitrógeno, carbono e hidrógeno, lo que hace que los electrodos de rutilo sean muy adecuados para soldar acero con bajo contenido de carbono.

Sin embargo, la escoria de los electrodos de rutilo puede tender a dejar rastros de titanio en el metal depositado. La adición de celulosa a los recubrimientos de electrodos de rutilo brinda protección adicional sobre el baño de soldadura. Estos electrodos emiten niveles más bajos de salpicaduras y emisiones de humo y son excelentes para usar en todas las posiciones.

Electrodos De Óxido De Hierro:

Bueno para usar con corriente CA y CC, los electrodos de óxido de hierro producen escoria que es muy fácil de quitar de la soldadura. La composición química de este recubrimiento tiene un alto contenido de oxígeno y puede tender a causar depósitos de soldadura que tienen una resistencia general más débil.

Sin embargo, el riesgo de fragilización por hidrógeno es significativamente menor que con los electrodos de celulosa. Los electrodos de óxido de hierro brindan un excelente control del arco y permiten una colocación ordenada y precisa de las perlas.


Electrodos Básicos:

También conocidos como electrodos controlados por hidrógeno, estos electrodos requieren un poco más de cuidado antes de soldarlos. Los electrodos deben almacenarse en un lugar seco y hornearse antes de su uso. De lo contrario, se puede crear una composición química inestable en el recubrimiento que da como resultado una estructura de soldadura comprometida.

Los electrodos básicos depositan un nivel bajo y controlado de hidrógeno que minimiza el riesgo de porosidad y agrietamiento en una soldadura. Si se almacenan y mantienen adecuadamente, estos electrodos son una gran opción para trabajar con acero.

Electrodos De Polvo De Hierro:

Estos electrodos son variaciones de otros revestimientos de electrodos resultantes de la adición de polvo de hierro a una mezcla. Los polvos metálicos se están convirtiendo en una adición cada vez más popular a las mezclas de revestimiento de electrodos, ya que pueden ayudar a aumentar la eficiencia y la calidad general de la soldadura. Los electrodos de potencia de hierro son una variación común de los electrodos de celulosa que permiten que el electrodo se use con CA.

Cuando se trabaja con un tipo de soldadura que requiere electrodos revestidos separados, tomarse el tiempo para comprender las diferentes opciones disponibles puede hacer o deshacer un proyecto. Recuerde considerar factores adicionales, como la posición, la resistencia a la tracción y los metales del núcleo, al decidir sobre un electrodo.



Tipos De Electrodos De Soldadura

Las varillas utilizadas para la soldadura MIG y revestida son ejemplos de electrodos consumibles. Tienen material de relleno, que se funde para crear juntas de soldadura.

La soldadura TIG , por otro lado, emplea electrodos no consumibles. Estos electrodos se componen principalmente de tungsteno, que no se funde (a diferencia de los electrodos consumibles) debido a su alto punto de fusión. Simplemente suministra un arco eléctrico para soldar. El material de relleno se proporciona mediante un alambre que se alimenta manualmente.

Por lo tanto, la principal diferencia entre los dos es que los electrodos consumibles se derriten, mientras que los electrodos no consumibles no lo hacen.

Las dos categorías también tienen varios tipos de electrodos.

Electrodos Consumibles

Los electrodos consumibles son la clave para la soldadura por arco revestido, MIG y con núcleo fundente . Los electrodos consumibles utilizados para la soldadura con electrodos revestidos se denominan electrodos revestidos. Estos incluyen electrodos con revestimiento pesado, arco protegido y electrodos con revestimiento ligero.


1. Electrodos Revestidos Ligeros

Como su nombre lo indica, los electrodos con recubrimiento ligero tienen una capa delgada en su superficie, que se aplica mediante métodos como rociado y cepillado.

Estos electrodos y sus revestimientos están hechos de varios materiales diferentes. El material de relleno tiene muchas similitudes con el metal base que se está soldando.

El revestimiento ligero también tiene otro propósito vital. Este recubrimiento reduce las impurezas, como el azufre y el óxido, para brindar una soldadura de mejor calidad. También permite una fusión más consistente del material de relleno para que pueda crear un cordón de soldadura confiable y de apariencia uniforme.

Dado que el recubrimiento es delgado, la escoria producida no es demasiado espesa. Los electrodos de arco blindado tienen algunas similitudes con los electrodos revestidos de luz. La principal diferencia es que tienen una capa más gruesa. Estos electrodos de servicio pesado son adecuados para aplicaciones de soldadura más exigentes, por ejemplo, la soldadura de hierro fundido.

2. Electrodos Desnudos

El uso de electrodos desnudos puede ser complicado porque el arco es algo inestable y difícil de controlar. El revestimiento ligero aumenta la estabilidad del arco eléctrico, lo que facilita su manejo. Los electrodos desnudos tienen aplicaciones limitadas. Por ejemplo, se utilizan para soldar acero al manganeso.

3. Electrodos De Arco Blindados

Los electrodos de arco blindado tienen tres tipos diferentes de recubrimientos, que sirven para diferentes propósitos. Un tipo de recubrimiento contiene celulosa y utiliza una capa de gas protector para proteger la región de soldadura. El segundo tipo de recubrimiento tiene minerales que producen escoria. El tercer tipo de recubrimiento tiene una combinación de minerales y celulosa.


Los electrodos de arco protegidos generan una capa de gas protector, que forma una barrera eficaz para proteger la zona de soldadura caliente de la contaminación y la corrosión del aire circundante. Esto da como resultado soldaduras más fuertes y confiables. La zona de soldadura calentada debe mantenerse a salvo de los gases atmosféricos como el nitrógeno y el oxígeno, que reaccionan con el metal a alta temperatura para producir soldaduras frágiles, porosas y débiles.

Los electrodos de arco blindado minimizan el azufre, los óxidos y otros tipos de impurezas dentro del metal base para brindar soldaduras regulares, suaves y limpias. Estos electrodos revestidos también producen un arco eléctrico más estable en comparación con los electrodos desnudos, lo que hace que la soldadura sea más manejable y reduce las salpicaduras.

Los electrodos de arco blindado también producen escoria debido al recubrimiento mineral. Esta escoria parece ser una molestia para eliminar, pero tiene un propósito beneficioso. Se enfría mucho más lentamente en comparación con los electrodos de arco protegidos. Este proceso extrae las impurezas y las envía a la superficie. En consecuencia, obtendrá soldaduras de alta calidad que son limpias, duraderas y fuertes.



Electrodos No Consumibles

Los electrodos no consumibles son más fáciles de entender no solo porque no se derriten, sino también porque solo hay dos tipos.

1. Electrodos De Carbono


El primer tipo es el electrodo de carbono que se utiliza tanto para cortar como para soldar. Este electrodo está hecho de grafito de carbono . Puede recubrirse con una capa de cobre o dejarse al descubierto.

La American Welding Society no ha emitido ninguna especificación para este tipo de electrodo. Sin embargo, existen especificaciones militares para los electrodos de carbono.

2. Electrodos De Tungsteno Y Sus Diferentes Tipos

El segundo tipo de electrodo no consumible es el electrodo de tungsteno, que se utiliza para la soldadura TIG . Estos electrodos consisten en tungsteno puro (que tienen marcas verdes), tungsteno que contiene 0,3 a 0,5 por ciento de circonio (estos tienen marcas marrones), tungsteno con 2 por ciento de torio (que tienen marcas rojas) y tungsteno que contiene 1 por ciento de torio (que tiene marcas amarillas).

Los electrodos no consumibles hechos de tungsteno puro tienen un uso limitado y son adecuados para trabajos de soldadura ligeros. Hay dos razones para esto. Primero, el tungsteno puro no posee la durabilidad y resistencia de las aleaciones de tungsteno. En segundo lugar, el tungsteno puro puede sufrir problemas con corrientes altas.

Los electrodos de tungsteno con 0,3 a 0,5 por ciento de zirconio ofrecen excelentes resultados con corriente alterna. Son una mejora sobre el tungsteno puro, pero no tan buenos como los electrodos de tungsteno con contenido de torio.


Los electrodos de tungsteno con un contenido de torio del 1 al 2% son algunos de los electrodos no consumibles más utilizados, ya que duran más y tienen una mayor resistencia que otros tipos de electrodos de tungsteno. Se pueden usar para corrientes más altas en comparación con los electrodos de tungsteno puro. Estos electrodos también brindan un mayor control del arco y son más fáciles de iniciar.

Al usar un electrodo de tungsteno, es mejor usar la corriente máxima permitida si tienen un cilíndrico simple, o de lo contrario se vuelve difícil controlar el arco y sostenerlo.

Para un mejor control y estabilidad del arco, debe moler las puntas de estos electrodos hasta un punto, es decir, debe hacer que las puntas sean cónicas. Si hace esto, tendrá que seleccionar máquinas de soldadura de arranque por contacto en lugar de máquinas de soldadura de CC.

Recuerde que los electrodos de tungsteno con torio y circonio tendrán una mayor durabilidad que los electrodos de tungsteno puro si opta por electrodos cónicos con arranque por contacto.

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