Alta Calidad en Soldaduras con Electrodo

La soldadura con electrodo revestido es la forma más común de la soldadura al arco, pero hacer una buena soldadura no es fácil para un principiante. A diferencia de la soldadura con hilo donde básicamente "toca y suelda" la soldadura con electrodo tiene un nivel de habilidad superior donde se requieren ciertas técnicas.

En este artículo se ofrecen consejos que usted puede seguir para aumentar sus posibilidades de efectuar una soldadura de alta calidad - desde el principio. También se analizará cómo solucionar los problemas y corregirlos.


1. Seleccione el Acero en el Rango Normal
Siempre que sea posible seleccione "rango normal," estos incluyen AISI-SAE 1015 a 1025 aceros con un 0.1 % de silicio máximo y contenido de azufre bajo .035%. Al seleccionar estos aceros, hará que el proceso de soldadura con electrodo sea más fácil ya que se puede soldar a altas velocidades con mínimas tendencias a roturas.

Si está soldando con aceros de baja aleación y aceros al carbono con composiciones quimicas superiores al "rango normal", tendrán tendencia a roturas, particularmente cuando suelda en chapas gruesas y estructuras rígidas. Por este motivo, usted debe tomar precauciones especiales. Además, no se recomiendan aceros con alto contenido en azufre y fósforo para la soldadura. Si deben ser soldadas, utilice electrodos de bajo contenido en hidrógeno y de diámetro pequeño. Soldar con una velocidad lenta mantendrá el baño fundido permitiendo que el gas salga y pueda crear una soldadura con mejor acabado.

SMAW: A User's Guide to Producing High Quality Welds

2. Elija una Unión y el Electrodo adecuado para el Material a soldar
La Unión puede tener un gran efecto en la calidad de la soldadura finalizada. Cuando se suelda chapa de acero de 1,0 a 2,6 mm de grosor, se obtiene velocidad de desplazamiento más rápida si se posiciona la pieza en un ángulo de descenso de 45 a 75 grados Además, no sobresuelde o haga una soldadura más larga de la necesaria para la unión - esto puede provocar perforación

Para la soldadura de una chapa de acero suave con un espesor igual o mayor a 3/16", es mejor tener la chapa en posición plana, para que la manipulación por el operario sea más fácil. Por último, una chapa de alto contenido en carbono y baja aleación puede ser soldada en posición de nivel.

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3. Siga los Principios Sencillos para Geometria de Uniones y Preparación
Las dimensiones de las uniones son elegidas para velocidades de soldadura rápidas y buena calidad en soldadura. La geometría de la unión adecuada se basa en algunos principios sencillos:

  1. La preparación debe ser la misma para toda la unión. Dado que las chapas y la mayoría de los cordones y las uniones solapadas están bien sujetas en su longitud, los huecos y biseles deben ser controlados en toda la unión. Cualquier variación en la unión forzará al operario a ralentizar la velocidad de soldadura para evitar perforaciones y manipular el electrodo para ajustar la variación de la preparación.
  2. Se requiere bisel suficiente para la buena forma del cordón y penetración; bisel insuficiente evita el electrodo en la unión. Por ejemplo, un cordón profundo y estrecho puede carecer de penetración y tiene una fuerte tendencia a fisurarse.
  3. Una abertura de raiz suficiente es necesaria para una penetración completa, mientras que el exceso de residuos en la abertura de raiz ralentiza la velocidad de soldadura. Es importante señalar que la abertura de raiz debe ser compatible con el diámetro del electodo que se está utilizado.
  4. Una cara de la raiz o una banda es requerida para una soldadura rápida y de buena calidad. Preparaciones de borde requieren un cordón lento y costoso para cerrar. Sin embargo, la uniones biseladas en X sin talón son prácticas cuando el coste del cierre del cordón se compensa con una más fácil preparación y la abertura de raíz puede ser limitada aprox. a 3/32
  5. En general, el sellado de los cordones en chapa plana con 3/16" AWS E6010 a aproximadamente 150 amps DC+. Utilice 1/8" a aproximadamente 90 amps DC+ para soldadura vertical, sobre techo, y soldaduras a tope. Para bajo hidrógeno y sellado de cordones, soldar con un electrodo AWS EXX18 a aproximadamente 170 amps.


4. Para evitar Cordón en ángulo recto con Acumulación y Sobresoldadura
Debe tener los laterales iguales y una superficie del cordón casi plana. La acumulación raramente debe exceder 1/16". La acumulación extra es costosa en material y tiempo, añade un poco de resistencia a la soldadura e incrementa la distorsión. Por ejemplo, doblando el tamaño de un cordón en ángulo recto necesita cuatro veces más metal de soldadura. Además, cuesta 2/3 más para soldadura a tope con 1/8" tierra y 1/32" abertura de raiz cuando el exceso acumulado se aproxima a 1/8".

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5. Limpie la Unión Antes de Soldar
Para evitar porosidad y obtener la velocidad de soldadura ideal, es importante eliminar las incrustación excesiva, óxidación, humedad, pintura, aceite y grasa de la superficie de las uniones. Si algunos elementos no pueden ser eliminados, use electrodos AWS E6010 (Fleetweld® 5P+) o AWS E6011 (Fleetweld® 35 o Fleetweld® 180) para penetrar a través de los contaminantes y profundizar en el metal base. Disminuya la velocidad de desplazamiento para dar tiempo a que el gas salga fuera del metal fundido antes de que se enfríe.

6. Seleccione el Tamaño Correcto del Electrodo
Los electrodos de diámetros grandes sueldan a corrientes elevadas con altas tasas de deposición. Por tanto, utilizar electrodos de gran diámetro para obtener soldadura de gran calidad. Pero, el tamaño del electrodo puede ser limitado especialmente en chapa de metal y pasadas de raiz, dónde puede ocurrir perforación. Como norma general, 3/16" es el tamaño máximo del electrodo para soldadura vertical y sobre techo, mientras que 5/32" es el tamaño máximo para bajo hidrógeno. Además, las dimensiones de la unión a veces limita el diámetro del electrodo para la soldadura



Solución de Problemas en los Defectos de Soldadura

Estos son algunos de los defectos más comunes en soldadura y cómo corregirlos:

Proyecciones
Algunas proyecciones no afectan a la resistencia de la soldadura pero crean una pobre apariencia del cordón e incrementan los costos de limpieza. Hay varias maneras de controlar el exceso de proyecciones. En primer lugar, intente reducir la corriente. Asegúrese que está dentro del rango para el tipo y tamaño del electrodo que está soldando y de que la polaridad es la correcta. Otra manera de controlar las proyecciones es intentar un arco más corto. Si el metal fundido está enfrente del arco, cambie el ángulo del electrodo. Por último, buscar condiciones soplado del arco (conocida comúnmente como arco errante), y asegúrese de que el electrodo no está mojado.

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Mordeduras

La mordedura es con frecuencia un problema de apariencia, pero puede afectar la resistencia de la soldadura cuando la soldadura es tensionada o sujeta a fatiga. Para eliminar la mordedura, reduzca la corriente y velocidad de soldadura, o simplemente reduzca el tamaño hasta que tenga un baño de soldadura que pueda manejar. Cambiar el ángulo del electrodo por lo que la fuerza del arco mantiene el metal en las esquinas. Utilice una velocidad de desplazamiento uniforme y evite exceso de peinado.

Electrodos mojados
Si la polaridad y corriente están dentro de las recomendaciones del fabricante pero el arco es rugoso e irregular, los electrodos pueden estar mojados. Utilice electrodos secos de un paquete fresco y seco. Si el problema se repite con frecuencia, almacene paquetes abiertos de electrodos en un armario con calor.

Arco errático
Con soldadura DC, los campos magnéticos causan el arco errático desviando su curso. Este es un problema mayor a corrientes elevadas y uniones complejas. Para controlar un arco errático, la mejor opción es cambiar a soldadura AC. Si esto no funciona, trate de usar corrientes más bajas y electrodos más pequeños o reducir la longitud de arco. Además, puede cambiar la trayectoria eléctrica al cambiar la conexión de trabajo a otra parte de la pieza o haciendo conexiones en varios lugares. También puede hacer esto mediante las soldaduras acabadas, utilizando run-out tabs, añadiendo bloques de acero para cambiar la ruta actual de trabajo o chapas pequeñas a través de la junta al final de la soldadura

Porosidad
La mayoría de la porosidad no se ve. Sin embargo, como la porosidad severa puede debilitar la soldadura, usted debería conocer cuando tiende a ocurrir y cómo combatirla. Comience eliminando incrustaciones, óxido, pintura, humedad y suciedad de la junta. Asegúrese de mantener el baño fundido más tiempo para permitir salir los gases y enfriar. Si el acero tiene un contenido bajo en carbono o manganeso, o alto contenido en azufre, o fósforo, se debe soldar con un electrodo con bajo contenido en hidrógeno. A veces el contenido de azufre de aceros de mecanizado libres puede ser lo suficientemente alto para evitar el éxito de una soldadura. Minimizar la mezcla de metal base en el metal de soldadura usando corriente baja y velocidad de soldadura elevada para menos penetración. O, intentar usar una longitud de arco corta. Se recomienda una técnica de arrastre para electrodos con bajo contenido en hidrógeno. Para superficie con agujeros, usar la misma solución que para porosidad. Si están usando electrodos AWS E6010 ú 11, asegúrese que no están demasiado secos.

Mala Fusión
Fusión adecuada significa que la soldadura debe estar físicamente bien sujeta a ambos lados de la junta y una forma de cordón sólida a través de la unión. La falta de fusión es a menudo visible y debe ser eliminada por un sonido de soldadura. Para corregir la mala fusión, intentar una corriente elevada y una técnica de cordón tipo recto. Asegúrese de que los bordes de la junta están limpios, o utilice un electrodo AWS E6010 ú 11 para limpiar a través de la suciedad. Si la distancia es excesiva, proporcione mejor preparación o use una técnica de peinado para rellenar la distancia.

Penetración Poco Profunda
La penetración se refiere a la profundidad de la soldadura en el metal base y normalmente no es visible. Para soldaduras de resistencia completa, se requiere la penetración en la parte inferior de la unión. Para superar la penetración poco profunda, intente corrientes elevadas o velocidad más lenta. Utilice electrodos de diámetro pequeño para llegar a ranuras estrechas. Recuerde que debe dejar algo de espacio en la parte inferior de la unión .

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Fisuración

La fisuración es un tema complejo porque hay diferentes tipos de fisuras que ocurren en diferentes zonas a lo largo de la soldadura. Todas las fisuras son potencialmente graves, ya que pueden conducir a un fallo completo de la soldadura. La mayoría de las fisuras se atribuyen a un alto contenido en carbono, aleación o azufre en el metal base.

Para controlar estas fisuras, siga estos consejos:

  1. Soldadura con electrodos de bajo contenido en hidrógeno
  2. Utilice un precalentamiento elevado para la chapa pesada y las uniones rígidas
  3. Reducir penetración usando corriente baja y electrodos de diámetro pequeño. Esto reduce la cantidad de aleación añadida a la soldadura desde el metal base
  4. Rellene cada cráter antes de romper el arco
  5. En pasada múltiple o soldadura en ángulo, asegúrese que el primer cordón tiene el ancho suficiente y en forma plana o convexa para resistir las fisuras hasta los últimos cordones que se puedan añadir. Para aumentar el tamaño del cordón, utilice velocidad de desplazamiento más lenta, técnica de arco corto ó suelde 5 grados hacia arriba. Continúe soldando mientras la chapa esté caliente
  6. Las partes rígidas son más propensas a la formación de fisuras. Si es posible, soldar hasta el final sin restricciones. Dejar un 1/32" de abertura entre chapas para una contracción libre cuando se enfría la soldadura. Martillee cada cordón mientras esté todavía caliente para aliviar tensiones


Conclusión

Siguiendo estos consejos que le ofrecemos aquí, incluso un principiante puede crear una soldadura de alta calidad. Y si usted tiene problemas, los soluciona y a la vez hace correcciones también será un soldador profesional en poco tiempo.