Electrodos Para Soldadura SMAW

ELECTRODOS.

El electrodo es la parte más importante del circuito de soldadura y en este capítulo, después de un breve comentario de su historia y perfeccionamiento, se dará una explicación detallada de los electrodos actuales. Los estudiantes encontrarán que la información en este capítulo es muy valiosa para avanzar en sus estudios. La investigación, fabricación, pruebas y concordancia de los electrodos con los nuevos metales es toda una industria.

HISTORIA

A finales del siglo XIX se hicieron experimentos con un electrodo de carbón y el intenso calor del arco eléctrico para unir metales. Unos cuantos años más tarde, se sustituyó el electrodo de carbón con una varilla o alambre de hierro desnudo, lo cual eliminó la necesidad de usar una varilla separada para relleno: A principios del siglo XX, se descubrió que se mejoraban las propiedades físicas, mecánicas y químicas de la soldadura, si se aplicaba un recubrimiento sobre el alambre de hierro desnudo. Algunos de los primeros experimentos incluyeron envolver el electrodo desnudo con tela de asbesto y algodón empapados con silicato de sodio. Tanto el asbesto (amianto) como el silicato de sodio se utilizan para dar resistencia al fuego y la idea de usarlos fue evitar que el recubrimiento se quemara demasiado pronto. De estos primeros experimentos surgieron los electrodos actuales. Constan de un núcleo de alambre metálico, al cual se ha agregado un recubrimiento de productos químicos seleccionados cuidadosamente. En realidad, aunque los primeros intentos fueron un poco burdos, los electrodos modernos incluyen, entre otras cosas, asbesto, algodón y silicato de sodio.

PRODUCCIÓN

Los operadores experimentados todavía utilizan los electrodos desnudos, en las situaciones en que cualquier fundente atrapado podría ser perjudicial; sin embargo, sólo lo hacen en raras ocasiones. Con electrodos desnudos, la soldadura pierde algunas características deseables, como la resistencia. Aunque en la actualidad se fabrican electrodos con recubrimientos y pueden ser desnudos o tener recubrimientos de mediano a grueso, los de recubrimiento grueso son los que más se utilizan.

El recubrimiento de los electrodos se suele aplicar por inmersión o por extrusión. El método más popular es el de extrusión, en el cual se aplica un recubrimiento en forma de pasta al alambre desnudo. Luego, el alambre cubierto con pasta se hace pasar a presión (extruye) a través de un pequeño dado formador circular, que reduce el recubrimiento al tamaño correcto para ese tipo particular de electrodo. Después, el tramo de alambre se pone en contacto con un cepillo de alambre pequeño, de alta velocidad, que raspa la pasta y deja desnudos unos 25 mm (1 in) del electrodo. Este extremo desnudo es el que se sujeta en el portaelectrodo. Después, se van cortando los electrodos con una guillotina pequeña al tamaño deseado y se secan en estufas. Luego, se empacan y embarcan para su distribución.

Los dados utilizados en el proceso de extrusión se deben examinar a intervalos frecuentes y con todo cuidado para ver si tienen desgaste o daños, porque cualquiera que esté ligeramente ovalado, producirá electrodos con recubrimiento más grueso en una parte de la circunferencia. Esto producirá un consumo desigual del electro-, do, porque un lado se consumirá más pronto que el otro. Ello puede ser de graves consecuencias en soldaduras que necesitan examen con rayos X, pero ocurre rara vez, ya que todos los electrodos se producen en condiciones y con control de calidad muy estrictos.

CARACTERÍSTICAS

EL ALAMBRE DEL NÚCLEO

El alambre del núcleo de un electrodo, en casi todos los casos, se hace con el mismo metal que el de las piezas que se van a soldar. Por ejemplo, el acero dulce se soldaría con un electrodo con el alambre del núcleo hecho con acero dulce. El alambre sería de aluminio para soldar un metal base de aluminio; para el cobre, se emplearía alambre de núcleo de cobre, etc. La combinación de los elementos utilizados para el recubrimiento produce las características especiales de cada tipo de electrodo. La finalidad del alambre del núcleo es conducir la energía eléctrica al arco y suministrar el metal de relleno o aporte adecuado.

RECUBRIMIENTOS

El recubrimiento tiene muchas funciones. Si no lo hubiera, el metal fundido se combinaría con el oxígeno y el nitrógeno del aire. Por tanto, es necesario proteger tanto el metal de aporte del electrodo como el metal base fundido que se suelda; éste es la mezcla del metal base fundido y el metal fundido del electrodo que, cuando se solidifica forma la soldadura en sí. El arco se puede proteger con una envoltura de un gas inerte, el cual no producirá una reacción química con el metal fundido. El recubrimiento de los electrodos suministra el gas protector. Este es el proceso de soldadura con metal y arco protegido (SMAW). El recubrimiento reduce al mínimo la contaminación con el aire atmosférico, porque produce una protección.

Algunos de los elementos utilizados en los recubrimientos son magnesio, silicatos de aluminio y talco, todos ellos son formadores de escoria. Los fluoruros de calcio, carbonatos de calcio, ferromanganeso, ferrosilicio y ferrotitanio son agentes fúndenles. El silicato de sodio se utiliza como agente aglutinante. La celulosa, que forma un gas, protege la zona de la soldadura.

Funciones de los recubrimientos: Las principales funciones de los recubrimientos de los electrodos son:

a. reducir al mínimo la contaminación del metal de soldadura con el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos;

b. compensar las pérdidas de ciertos elementos durante la transferencia del metal a través del arco, porque el recubrimiento incluye aleaciones

c. concentrar el arco en una zona*específica porque forma una taza o copa en la punta del electrodo, que se debe a la fusión más lenta del recubrimiento.

ESCORIA

El recubrimiento también forma escoria en la parte superior del metal fundido que se suelda, la cual protege al metal fundido durante el enfriamiento y también ayuda a configurar la soldadura. Se elimina después de que se ha enfriado la soldadura. La escoria, además de formar una capa protectora sobre la soldadura, también debe poseer las siguientes características:

a. tener un punto de fusión más bajo que el del metal que se suelda. De lo contrario, hay el peligro de que la escoria se solidifique antes que el metal de aporte depositado.

b. tener una densidad, en su estado fundido, que sea menor que la del metal de soldadura, para que pueda flotar en la superficie.

c. debe tener suficiente viscosidad para que no fluya sobre una superficie muy grande. Sirve para evitar

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