Soldadura por Electrodo Revestido (PDF)

SOLDADURA POR ELECTRODO REVESTIDO PARTE 1 1.1-INTRODUCCIÓN 1.2-PRINCIPIOS GENERALES 1.3-ARCO ELÉCTRICO 1.4-DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS Y SUS CONSECUENCIAS 1.5- CORRIENTE ELÉCTRICA Y CIRCUITO ELÉCTRICO 1.6-ELECCIÓN DE TIPO DE CORRIENTE...

SOLDADURA POR ELECTRODO REVESTIDO PARTE 1 1.1-INTRODUCCIÓN 1.2-PRINCIPIOS GENERALES 1.3-ARCO ELÉCTRICO 1.4-DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURAS Y SUS CONSECUENCIAS 1.5- CORRIENTE ELÉCTRICA Y CIRCUITO ELÉCTRICO 1.6-ELECCIÓN DE TIPO DE CORRIENTE 1 1.1- Introducción En este proceso el metal se funde por el calor generado por el arco eléctrico encendido entre el extremo de electrodo recubierto y el metal base. La soldadura manual es el sistema más extendido entre todos los procedimientos de soldadura por arco, lo que se produce gracias a su utilidad. Además, el equipo necesario para realizar este tipo de soldadura es más sencillo, transportable y barato que los utilizados en el resto de sistemas 2  1.2- Principios generales 1.2.1- Descripción La clave del proceso de soldeo por electrodo (SMAW), tal y como se muestra en la imagen, consiste en la creación de un circuito eléctrico cerrado. Para ello se requiere un generador de corriente adecuado con dos terminales. Una de las terminales, por cable, se conecta al porta electrodos y en la pinza que tiene se coloca el electrodo recubierto. El otro terminal se conecta a la pieza mediante cable de retorno con pinza de masas en el borde. El circuito se cierra por el arco eléctrico que se enciende o genera entre el extremo de electrodo y la zona de soldadura de la pieza. 3 El proceso comienza con el encendido del arco. Esta operación consiste en tocar brevemente la pieza con el extremo de electrodo y durante ese corto tiempo se cierra el circuito eléctrico y se crea el arco. El filtrado de corriente, con efecto Joule, provoca el calentamiento del punto de contacto y sus contornos, lo que provoca la fusión de los bordes de la pieza a unir y del aporte metálico. A medida que avanzamos, el caldo que queda atrás se va enfriando y así se va formando lentamente el cordón. 4 1.2.2- Ventajas y limitaciones Las ventajas del proceso de soldeo con electrodo (SMAW) son: ✔ El equipo de soldadura no es muy caro y es portátil o transportable. ✔ Los medios de protección del metal de aporte y de la soldadura son proporcionados por el electrodo revestido. No es necesario gas auxiliar adicional. ✔ Es menos sensible al viento y a las corrientes de aire que los procesos de soldadura por arco protegidos por gas. Sin embargo, el proceso debe utilizarse siempre protegido de vientos, lluvias y nieve. ✔ Se puede utilizar en piezas de espesores variados, generalmente de más de 2 mm. ✔ Es válido para la mayoría de metales y aleaciones de uso normal. 5  Las desventajas del proceso de soldadura con electrodo (SMAW) son: ✔ Se trata de un proceso lento, ya que tiene un pequeño tamaño de aportación de metal y además hay que retirar la escoria. ✔ El soldador requiere una gran habilidad. ✔ No es útil para soldar metales y aleaciones como plomo, estaño, zinc, etc. que requieran una baja temperatura de fusión, ya que el enorme calor del arco es excesivo para ellos. ✔ Tampoco es útil para piezas de grosor inferior a 1,5-2 mm. ✔ La medida de aporte del material es inferior a la obtenida en procesos que utilizan electrodo continuo como FCAW o GMAW. Una vez alcanzada esta longitud, el soldador se ve obligado a echar el extremo o punta de electrodo no gastado y colocar el nuevo electrodo. ✔ Aunque teóricamente se pueden soldar piezas de cualquier grosor por encima de 1,5 mm de espesor, no es de gran productividad en el proceso soldar piezas de espesor superior a 38 mm. Para estos espesores, sin embargo, son más adecuados los procesos SAW y FCAW. ✔ Es válido para la mayoría de metales y aleaciones de uso normal. 6 1.2.3- Utilidades La soldadura con electrodos se utiliza principalmente en tres usos principales: - Soldar trabajos de baja producción. - Mantenimiento, reparaciones, etc. - En los trabajos de montaje que se realicen en la obra. 7 1.3- Arco electrico El arco es la descarga eléctrica que pasa entre el electrodo y la pieza a través del gas ionizado llamado plasma (son descargas continuas que se producen entre dos conductores). Permite la existencia de arco eléctrico, porque el aire o el gas que hay entre esos conductores, se ioniza y hacen que éste sea conductor. El arco eléctrico es una fuente de calor utilizada en muchos procesos de soldadura por dos razones fundamentales: Proporciona una alta intensidad calorífica (4000ºC). Es fácilmente controlable por medios eléctricos. 8 1.4- Distribuciones de temperatura y sus efectos La distribución de las temperaturas a través del arco y sus parámetros eléctricos (tipo de corriente, polaridad, tensión e intensidad) influyen decisivamente en el proceso de fusión del electrodo y en la forma y dimensiones del baño de fusión. A la profundidad que obtiene el baño de caldera la llamamos penetración (ver figura A). Cuanto mayor es la intensidad, mayor es el calor que se produce. Esto provoca una mayor sacudida de caldo y consecuentemente, un mayor deshielo y desgaste. Por lo tanto, se obtiene una penetración mayor (ver figura B). A la inversa, con intensidades menores, se produce una menor cantidad de calor, la sacudida térmica del caldo es menor y la penetración disminuye (ver figura C). 9 Otro parámetro importante es la tensión del arco. Este proceso no se regula desde el equipo, ya que se ajusta automáticamente según el tipo de electrodo utilizado y la longitud de arco. Por tanto, cuando aumenta la longitud del arco, éste exige mayores tensiones para poder subsistir. En la imagen se puede ver el efecto de la longitud de arco sobre la tensión para un determinado tipo de electrodos. 10 1.5- Corriente eléctrica y circuito eléctrico El número de electrones que pasan por un cuerpo conductor de la electricidad se llama corriente eléctrica, y el camino que hace este número de electrones es el circuito eléctrico. El número de electrones que se mueve por segundo sería la Intensidad de la corriente eléctrica, y se mide en amperios (A). Por otra parte, la fuerza que mueve la corriente en un circuito eléctrico se llama tensión y se mide en voltios (V). Corriente eléctrica 11 1.6- Selección del tipo de corriente La soldadura por arco con electrodos revestidos puede realizarse por corriente alterna o por corriente continua La elección de ambos dependerá de la fuente de energía de la que dispongamos, del tipo de electrodo que haya que utilizar y del material base. 1.6.1- Corriente continua La soldadura por arco con electrodos revestidos puede realizarse por corriente alterna (AC) o por corriente continua (DC). A diferencia de la corriente alterna (AC), en la corriente continua las cargas eléctricas se mueven siempre en el mismo sentido, siendo la polaridad constante. Por ejemplo, la tensión que proporcionan las pilas, las baterías y las células fotovoltaicas es de corriente continua. 12 En corriente continua (C.C) tenemos el fenómeno de la polaridad. Esta es la corriente eléctrica que da vueltas en un sentido y cuando nosotros queremos empieza al otro lado, cambiando de sentido. 13 En la polaridad directa el electrodo suele estar más frío y la pieza más caliente, por lo que se obtiene un cordón estrecho y mejor penetración. En la polaridad inversa, en cambio, el calor se acumula en el electrodo, por lo que se obtiene un cordón más ancho y una penetración menor. 14 1.6.2- Corriente alterna (AC/DC) En la corriente alterna, el sentido del movimiento de las cargas eléctricas varía periódicamente y el valor de la corriente es positivo y negativo periódicamente. En cambio, en la corriente continua las cargas eléctricas se mueven en el mismo sentido, y la corriente mantiene el mismo signo a lo largo del tiempo. La electricidad que llega a los hogares o a las fábricas es una corriente alterna. La tensión que llega desde la red es de 220V a 440V y la intensidad de 2-3A. Una onda entera se llama ciclo. Período de duración del ciclo (T). Frecuencia (F) al número de ciclos por segundo. La frecuencia se mide en Hz, aquí tenemos un número de ciclos de 50. Amplitud se llama valor máximo de toma de ondas 15