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1 Soldeo por arco con electrodo revestido

CIENCIA APLICADA AL DESARROLLO DEPROYECTOS

PROYECTO FINAL

SOLDEO POR ARCO CON ELECTRODOREVESTIDO

TEMA 3 EL ELECTRODO REVESTIDO

JOSÉ ANTONIO HERNÁNDEZMAGALLÓN

TEMA 3 El electrodo revestido


� Índice

� Índice ................................................................................................... 2

� Introducción: ....................................................................................... 4

3.1. El electrodo revestido ....................................................................... 5

3.1.1. Descripción del electrodo ...................................................................................... 5

3.1.2. Estado de los electrodos ........................................................................................ 7

3.1.3. Dimensiones de los electrodos .............................................................................. 7

3.1.4. Marcado del producto ........................................................................................... 8

3.2. El arco eléctrico ............................................................................. 10

3.2.1. Energía calorífica del arco eléctrico: origen y efectos Riesgo,G.(2016). Manual del

soldador (pp 32-44) CESOL .................................................................................................. 12

3.3. Funciones del revestimiento .......................................................... 13

3.3.1. Función eléctrica del revestimiento .................................................................... 15

3.3.2. Función física del revestimiento .......................................................................... 18

3.3.3. Función metalúrgica del revestimiento ............................................................... 23

3.4. Tipos de revestimiento.................................................................... 24

3.4.1. Electrodos con revestimiento ácido (óxido de hierro y manganeso)(A) ............. 26

3.4.2. Electrodos con revestimiento de rutilo ácido (RA) .............................................. 27

3.4.3. Electrodos con revestimiento de rutilo (R) .......................................................... 27

3.4.4. Electrodos con revestimiento de rutilo grueso (RR)............................................ 29

3.4.5. Electrodos con revestimiento básico (B) ............................................................. 30

3.4.6. Electrodos con revestimiento rutilo básico (RB) ................................................. 32

3.4.7. Electrodos con revestimiento celulósico (C) ....................................................... 32

3.4.8. Electrodos con revestimiento rutilo celulósico (RC) ............................................ 33

3.4.9. Electrodos varios (S) ............................................................................................ 33

3.5. Manipulación y conservación de los electrodos ........................... 34

3.5.1. Manipulación de los electrodos .......................................................................... 35

3.5.2. Almacenamiento de los electrodos ..................................................................... 36

3.5.3. Resecado o reacondicionamiento de los electrodos ........................................... 38

3.6. Fabricación de los electrodos ........................................................ 41

3.7. Clasificación de los electrodos ...................................................... 42

3.7.1. Sistema de clasificación A.1 ISO 2560-A (clasificación tipo a) ............................. 43

3.7.2. Sistema de clasificación A.1 ISO 2560-B (clasificación tipo B) ............................. 47



3.7.3. Ejemplo de clasificación de electrodos revestidos según sistema de clasificación A.1

ISO 2560-A (clasificación tipo A) ......................................................................................... 51

3.7.4. Ejemplo de clasificación de electrodos revestidos según sistema de clasificación A.1

ISO 2560-B (clasificación tipo B) ......................................................................................... 52

� Resumen ............................................................................................ 55



� Introducción:

En esta unidad didáctica profundizaremos en el conocimiento del elemento fundamental en el proceso de soldadura que estamos estudiando: el electrodo revestido.

• Analizaremos las distintas partes del electrodo, sus características, los principales compuestos que forman el revestimiento y su función.

• Veremos los principales tipos de electrodos que existen y cuáles son las diferencias entre ellos.

• Estudiaremos también un fenómeno que no puede separarse del electrodo: el arco eléctrico.

• Veremos cómo las funciones del revestimiento (eléctricas, químicas, etc.) aportan al arco eléctrico una serie de propiedades sin las cuales no sería posible la soldadura.

• Estableceremos una serie de criterios que nos servirán en el futuro para Seleccionar el electrodo más apropiado a una soldadura en particular.

• Conocer el electrodo implica también conocer cómo deben empaquetarse, cómo se suministran, cómo y qué información tienen en el etiquetado, cómo deben consumirse y cómo deben conservarse.

Podremos comprobar, a lo largo de toda la unidad, que el concepto de “saber soldar” va más allá de tener habilidad para fundir los electrodos correctamente en cualquiera de las posiciones posibles. Saber soldar, implica conocer una serie de contenidos teóricos que nos proporcionan la capacidad de elegir correctamente entre las muchas opciones posibles, además de saber descubrir los defectos y su origen.



3.1. El electrodo revestido

El electrodo revestido es el elemento de mayor importancia en el proceso de soldadura que estamos estudiando.

Todas posibilidades del proceso, en cuanto a distintos metales y aleaciones que pueden ser soldadas, situación de la soldadura y posición de soldeo, son debidas a la gran variedad de electrodos que existen en el mercado.

Es el proceso de soldeo más versátil y a la vez sencillo, debido a que el electrodo revestido proporciona:

• Soporte para generar el arco eléctrico.

• Protección del metal base y del metal aportado

• Aporte de metal de soldadura.

El conocimiento de este proceso de soldadura, está ligado al conocimiento de las características de cada tipo de electrodo.

A lo largo de esta unidad, profundizaremos en el estudio de dicho elemento y características.

Descripción del electrodo 3.1.1.

El electrodo revestido está compuesto por:

• Alma.

• Revestimiento.

El alma está formada por una varilla de metal, con composición similar al metal a soldar.

Al ser metálica permite transportar la corriente eléctrica y permitir el salto eléctrico que genera el arco.

El alma del electrodo tiene como finalidad aportar metal a la soldadura. La mayoría del metal que forma el ancho de la soldadura proviene de la varilla. También es el soporte sobre el que se monta el revestimiento.

El revestimiento es la envoltura del alma, compuesta por un conglomerado de materiales cerámicos firmemente unidos al alma, de manera concéntrica y regularmente distribuidos en toda su longitud.

Puede ser de distintos colores, verde, naranja, etc. Aunque el color más común del revestimiento es el gris, (fig. 3.1)



Figura 3.1. Aspecto característico de electrodos re vestidos.

El revestimiento proporciona el resto de funcionalidades del electrodo revestido, tales como:

• Posibilitar el arco eléctrico.

• Proteger la soldadura durante y después de la fusión.

• Agregar elementos químicos a la soldadura.

• Incrementar el rendimiento de deposición.

• Desoxidar y descontaminar el baño de fusión.

Toda la variedad de electrodos es posible debido a la diversidad de revestimientos. Posteriormente, en esta unidad, estudiaremos detenidamente los distintos tipos de revestimientos y sus características, así como sus funciones. Distinguimos entre los dos extremos del electrodo.

Observaremos que un extremo del electrodo está libre de revestimiento, (Fig. 3.2) quedando descubierta el alma. Esta parte se llama cola, y tiene una longitud mínima de 15 milímetros. Sirve para poner en contacto eléctrico el electrodo con el circuito de soldadura, es el lugar por donde se sujeta con la pinza porta electrodos.

El otro extremo del electrodo se le conoce como punta, tiene una pequeña abrasión sobre el revestimiento, se persigue conificar la punta, mejorando así el proceso de establecimiento y control del arco, pues los efectos de la corriente eléctrica se concentran.

No todo el electrodo es aprovechable. En el proceso de fusión hay que evitar consumir más del 85% de la longitud total del electrodo. Esta parte se conoce como parte útil , la parte que se desecha se conoce como colilla.

La colilla tendrá como mínimo 5 cm. Se pretende que no se funda material próximo a la pinza porta electrodos, ya que el calor y los efectos luminosos generados, pueden deteriorar la pinza prematuramente.



Figura 3.2 Partes del electrodo revestido.

Estado de los electrodos 3.1.2.

En este punto veremos en qué estado deben encontrarse los electrodos para su correcto funcionamiento.

Únicamente trataremos lo relativo a defectos en su constitución, ya que las condiciones de humedad que puede soportar el electrodo se verán más adelante en esta misma unidad.

En ningún momento deben aceptarse electrodos contaminados con polvo, suciedad, aceites, grasas u otros contaminantes.

Debemos asegurar que el electrodo no presenta ningún defecto en el revestimiento:

• Éste debe ser concéntrico y uniforme a lo largo de toda su longitud.

• Tampoco debe presentar ninguna irregularidad, ni de forma ni de composición.

• El revestimiento no debe presentar ninguna grieta, fisura, desprendimiento u otros defectos superficiales.

• Comprobaremos que el revestimiento está firmemente adherido a la varilla, éste no debe desprenderse durante su manipulación o uso bajo ninguna circunstancia.

Cualquier defecto en el revestimiento originará defectos en la soldadura:

• La fusión del electrodo será asimétrica con un mal direccionamiento del arco, produciendo secciones irregulares de cordón.

• Protección gaseosa será insuficiente o mal distribuida, causando defectos por inclusión de gases.

• Falta de desoxidación y descontaminación del baño, causando defectos por inclusión de escorias.

Dimensiones de los electrodos 3.1.3.

Salvo que se llegue a otro tipo de acuerdo con el fabricante de electrodos, la longitud y el diámetro del electrodo están normalizados, por lo que siempre serán las mismas longitudes para unos diámetros de electrodo.



Además la longitud y el diámetro deben estar comprendidos dentro de una tolerancia determinada.

Las relaciones de longitud y diámetro de los electrodos estándar pueden consultarse en la siguiente tabla:

Ø varilla en milímetros Tolerancia del diámetro en milímetros

Longitud en milímetros

Tolerancia de longitud en milímetros

1’6 2’0 2’5

±0’06 De 200 hasta 350 ±3

3’2 4’0 5’0

6’0

±0’10 De 300 hasta 450* ±3

Figura 3.3. Relación entre la longitud y el diámetr o de los electrodos estándar .

En soldaduras especiales, como el soldeo por gravedad, se pueden suministrar longitudes de electrodo hasta de 900 mm.

El soldeo por gravedad es una técnica de soldeo que emplea una serie de mecanismos para fundir el electrodo por efecto de la gravedad, sin intervención del operario durante la fase de soldadura.

Marcado del producto 3.1.4.

El fabricante de electrodos proporciona información al consumidor mediante dos vías:

• Marcado en el electrodo.

• Marcado en la unidad mínima de empaquetamiento (en la caja).

Cada marcado nos proporciona información diferente que caracteriza a los electrodos y a cómo deben ser utilizados.

Conocer esta información es importantísimo para la buena práctica de la soldadura, por lo que se estudiará en profundidad.

Marcado del electrodo 1

1 http://www.lincolnelectric.com/es-mx/support/process-and-theory/Pages/aws-classifications-detail.aspx



Cada electrodo debe estar marcado de modo permanente y claro, cerca de la cola. Dicha marca estará compuesta por:

• Como mínimo con un código, que garantice la correcta identificación trazable a un único tipo de producto del fabricante de electrodos.

• Además se recomienda que el electrodo también venga marcado como mínimo con la parte obligatoria de la designación normalizada. Esta designación nos informa a qué grupo de electrodos pertenece.

Estos códigos serán estudiados más adelante en esta misma unidad, en el punto: Designación normalizada de los electrodos

Marcado en la unidad mínima de empaquetamiento

Consiste en el marcado, en una parte claramente visible, de la unidad más pequeña de embalaje (mediante etiqueta o bien sobre el propio embalaje) con la información siguiente:

• Nombre del fabricante o proveedor.

• Nombre comercial del producto.

• Designación del producto según Norma Europea: la designación normalizada consta de un código alfanumérico obligatorio y otro adicional, al menos tendrá marcada la parte obligatoria, aunque se recomienda incluir el código completo.

• Dimensiones del electrodo.

• Número de lote o colada.

• Tipo de corriente para el uso del electrodo; Corriente Continua Electrodo Positivo (CCEP), Corriente Continua Electrodo Negativo (CCEN), Corriente Alterna (CA).

• Rango de intensidad de corriente recomendada para uso: se da un rango de intensidades de uso porque el valor de la intensidad depende también de la posición de soldeo.

1 http://www.lincolnelectric.com/assets/global/Products/Consumable_StickElectrodes-MildandLowAlloySteels-

Lincoln-Lincoln46/Lincoln_46_ES-MX.pdf

http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=en&to=es&a=http%3A%2F%2Fwww.ceweld.com%2Fen%2

Fcontent%2Faws-a51-1991



• Número de piezas o peso.

• Instrucciones de resecado o referencia a la fuente de información: no es fácil describir las condiciones de resecado en unas frases, por lo que el fabricante suele emitir una ficha o documento técnico con las especificaciones de resecado. En el marcado se debe indicar el nombre del documento.

• Homologaciones: son certificados oficiales del producto en las que se verifica el cumplimiento de ciertas características que lo hacen apto para diferentes usos (uso militar, subacuático, etc.).

• Advertencias sobre seguridad y salud.

3.2. El arco eléctrico2

La fusión del electrodo, el material de aportación y el metal base, para su posterior solidificación y unión, sólo es posible si disponemos del aporte térmico suficiente. El electrodo por sí solo no puede fundir al material y a él mismo.

En la soldadura con electrodo revestido, la fuente de energía calorífica es el arco eléctrico.

No basta con que la fuente de energía calorífica alcance una temperatura dada. Es necesario que el aporte de calor tenga unas características específicas para que se pueda desarrollar la soldadura con éxito. Básicamente son necesarios cumplir los requisitos de cantidad y concentración de calor, que el arco eléctrico cumple satisfactoriamente.

El arco eléctrico es un fenómeno que aparece cuando una corriente eléctrica circula a través del aire u otros gases. En la aplicación de la soldadura eléctrica, el arco eléctrico se establece entre dos materiales conductores que actúan como electrodos, un electrodo actúa como cátodo y el otro como ánodo.

En nuestro caso, está situado entre la punta del electrodo revestido y la pieza a soldar, de aspecto similar a una llama muy potente, que libera una gran cantidad de energía muy concentrada, en forma de calor y radiación electromagnética, en forma de luz visible y no visible (radiación infrarroja, radiación ultravioleta, etc.).

El arco eléctrico tiene forma cónica, similar a una campana, se pueden diferenciar dos zonas concéntricas (Fig. 3.4).

• La zona interior llamada columna o chorro de plasma.

2https://constructorelectrico.com/arco-electrico-consecuencias-normas-y-proteccion/

Riesgo, G.(2014). Manual del soldador (pp 32-44) CESOL.

Stapelfeldt, H., Taucher, H. (1967) La Escuela del Técnico Electricista Fundamentos de la Electrotecnia tomo I

Barcelona Editorial labor, SA



• La zona exterior llamada llama.

La zona interior llamada columna o chorro de plasma

La columna de plasma es la zona del arco donde se lleva a cabo el transporte de la energía eléctrica. Es por esto por lo que en esta parte del arco se libera la mayor parte de la energía y se emite prácticamente toda radiación electromagnética, existiendo gran cantidad de partículas con elevada energía cinética chocando entre sí.

En esta zona también se realiza el transporte del metal fundido.

La zona exterior llamada llama

La llama o zona exterior del arco, es una envolvente de la columna de plasma, formada principalmente por moléculas en estado gaseoso. Estos gases provienen de la combustión del revestimiento por efecto del arco eléctrico.

La presión de estos gases actúa como pantalla protectora, impidiendo la entrada de gases atmosféricos (los gases que forman el aire) a la columna de plasma.

Muchas de estas moléculas llegan a disociarse por entrar en contacto con la columna de plasma, o bien se desprenden del interior del chorro de plasma. Más tarde vuelven a recombinarse en la llama, para formar el gas al que pertenecen, liberando energía calorífica.

Esta zona es mucho más fría que la anterior, alcanzándose la temperatura ambiente a pocos centímetros de la llama.

Figura 3.4. P a r t e s d e l a r c o e l é c t r i c o .



Energía calorífica del arco eléctrico: origen y 3.2.1.efectos 3

El arco eléctrico produce elevadas temperaturas, del orden de 5000ºC. Esto no quiere decir que todos los arcos tengan el mismo poder calorífico, tampoco que todos los puntos del arco estén a la misma temperatura. Si nos alejamos a unos pocos centímetros de la llama se alcanza la temperatura ambiente.

Los electrones, efectuando el transporte mayoritario de energía eléctrica, se desplazan del polo negativo al positivo a gran velocidad. En su trayecto causan distintos fenómenos, como desestabilizar átomos presentes en el plasma, generando iones con carga eléctrica positiva o negativa.

La mayor parte de la energía calorífica del arco eléctrico proviene del choque entre las partículas que se desplazan a través del arco.

La energía cinética de las partículas se transforma en energía calorífica cuando chocan entre sí, o cuando llegan al cátodo o al ánodo.

Los electrones e iones negativos, ambos con carga eléctrica negativa, son repelidos fuertemente por el campo eléctrico generado por el polo negativo, sufriendo una fortísima aceleración, chocando violentamente contra el polo positivo, causando un fenómeno de fusión y erosión en este polo.

Podemos comprobar este efecto estudiando el comportamiento del arco eléctrico según la polaridad escogida.

Vamos a observar el comportamiento del arco eléctrico en el caso de soldadura con polaridad directa (CCEN: Corriente Continua Electrodo Negativo):

• La pieza forma el polo positivo, por lo tanto, los electrones e iones negativos se desplazan desde la punta del electrodo hacia el metal base, donde el choque violento hace que la temperatura suba fuertemente fundiendo el metal, también la velocidad de las partículas causa el fenómeno conocido como erosión, originando mayores penetraciones del baño de fusión que las originadas únicamente por efecto de la temperatura.

• Por el contrario, los iones positivos dirigiéndose desde el metal base hacia la punta del electrodo, se desplazan más lentamente debido a que su movimiento es opuesto a la fuerza de la gravedad opuesto (casos de soldadura horizontal) y también debido a que son mucho más pesados que los electrones. Se desplazan hacia el cátodo, siendo éste el electrodo, cuando el equipo está conectado en polaridad directa.

3 Riesgo,G.(2014). Manual del soldador (pp 32-44) CESOL



• El choque de los iones positivos, unido al efecto de emisión de electrones, produce un incremento térmico suficiente para fundir el alma del electrodo y cambiar de estado del revestimiento a líquido y gas.

Por lo tanto, podemos considerar tres zonas diferenciadas por los efectos del arco eléctrico:

• La columna de plasma: donde se origina y concentra el calor.

• La zona del ánodo: lugar al que se dirige la columna de plasma, conocida como mancha anódica. Se le da el nombre de mancha porque causa un efecto muy parecido al de una mancha sobre un tejido en la superficie del metal base.

• La zona del cátodo: de la que emerge la columna de plasma, conocida como mancha catódica.

El ánodo es el electrodo con carga eléctrica positiva, por lo tanto, los iones con carga negativa conocidos como aniones se dirigen a esta zona, también los electrones libres. El cátodo, por el contrario, es el electrodo con carga eléctrica negativa, entonces los iones con carga positiva conocidos como cationes, tenderán a alcanzar esta zona.

Es evidente que la localización de cada uno dependerá de la polaridad que hayamos seleccionado en el circuito de soldadura.

Deberemos tener en cuenta que la mancha anódica estará notablemente afectada por mayor energía que la mancha catódica, debido a la gran energía cinética que adquiere el electrón durante su desplazamiento dentro del arco eléctrico. Esta energía cinética se transforma en energía calórica al alcanzar el cátodo, consiguiendo que esta zona alcance mayores temperaturas.

3.3. Funciones del revestimiento4

Cuando se descubrió la soldadura con electrodo revestido, en sus primeras aplicaciones industriales, se empleaban electrodos desnudos (electrodos que no tienen revestimiento). Las calidades que se lograban no eran las requeridas, por lo que rápidamente se empezaron a desarrollar fundentes y otros compuestos que se incorporaban al electrodo en forma de revestimiento para mejorar la calidad de las soldaduras obtenidas.

El electrodo desnudo quedó relegado sólo a usos de aprendizaje.

4 http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanica-

general/MATERIAL%20BIBLIOGRAFICO%20TECNICO%20PARA%20APOYO%20DOCENTE/APORTES%20VARIOS%

20PARA%20DOCENTES/CURSO%20SOLDADURA%20PRACTICO/Capitulo%20III-b%20-

%20El%20Proceso%20de%20Soldadura%20por%20Arco%20con%20Electr.pdf



Si tratásemos de fundir un electrodo sin revestimiento, veríamos que es una tarea muy difícil y la calidad de la soldadura obtenida sería inaceptable, por lo que deducimos que el revestimiento aporta al electrodo propiedades elementales para la soldadura.

En primer lugar, observaríamos que es prácticamente imposible establecer el arco eléctrico entre el electrodo y la pieza, aun cuando lo consiguiéramos, sería imposible mantenerlo de manera estable.

El revestimiento dispone de componentes que generan gases de fácil ionización y, por lo tanto es posible el transporte de corriente eléctrica a través de dichos gases, facilitando el establecimiento y mantenimiento arco.

Vamos a suponer que mantenemos el arco durante unos instantes, con un electrodo sin revestimiento. En éste tiempo, parte del electrodo se funde, junto con el metal base, formando un baño de fusión en el cual se manifestarían una serie de fenómenos que harían inservible la soldadura. Entre éstos, destacamos los siguientes:

• Oxidación: la presencia de oxígeno atmosférico, en contacto directo con el metal fundido del electrodo y el metal base, oxidaría fuertemente al conjunto de la soldadura, haciendo inservible el metal de la unión. La presencia de óxidos en la sección del cordón de soldadura, hace que el metal no sea continuo, afectando gravemente a su resistencia mecánica.

• Sopladuras y contaminación por hidrógeno: si el revestimiento no protege al arco y al baño de fusión eficazmente, quedarán gases atmosféricos atrapados en el cordón, causando cavidades en su interior conocidas como sopladuras. Aun cuando la cantidad de gases atrapada no es suficiente para crear una cavidad, pueden darse problemas por contaminación, especialmente en el caso del hidrógeno (presente en la humedad del aire), ya que produce que el material se vuelva frágil.

• Cambios en las propiedades metalúrgicas: sin la presencia de escorias refractarias sobre el cordón que atenúan el enfriamiento, el paso de líquido a sólido del baño de fusión sería muy brusco, afectando a las calidades metalúrgicas del metal soldado, produciendo un efecto conocido como temple por el que el material se vuelve duro pero frágil.

De todos los efectos anteriores, podemos deducir que el revestimiento del electrodo debe cumplir una serie de funciones. Las podemos resumir de la siguiente manera:

• Posibilitar el establecimiento del arco eléctrico y mantenerlo de manera estable.

• Evitar que el metal fundido entre en contacto con gases perniciosos existentes en el aire (también de la humedad). La protección se debe garantizar tanto en el baño fundido como en el desplazamiento del metal fundido a través del arco eléctrico.

• Aportar fundentes al baño de fusión que tengan un efecto de limpieza sobre las impurezas que se acumulen en el cordón.



• Aportar elementos de aleación que mejoren las cualidades mecánicas de la soldadura, por introducir nuevos elementos o por restituir los perdidos por los efectos de las altas temperaturas.

• Incluir elementos que formen una capa de escoria sobre el cordón, con el fin de conseguir un enfriamiento controlado de la soldadura para no perjudicar las cualidades mecánicas de la misma.

Todas estas características del revestimiento podemos agruparlas en tres grupos para ahondar en el estudio de sus funciones:

• Función eléctrica:

Para desempeñar esta función el revestimiento cuenta con agentes ionizantes.

• Función física:

Esta función la desarrollan los materiales formadores de escoria, desoxidantes, y materiales formadores de gas de protección, presentes en el revestimiento.

• Función metalúrgica:

Función desempeñada por los materiales formadores de escoria y los elementos de aleación que se agregan al revestimiento.

Función eléctrica del revestimiento 3.3.1.

Entendemos la función o funciones eléctricas del revestimiento del electrodo como todas aquellas formas en las que los constituyentes del revestimiento favorecen el cebado del arco y la estabilidad del mismo.

En capítulos anteriores vimos que se puede cebar el arco gracias a que los gases que existían en torno a la punta del electrodo se ionizaban, permitiendo el paso de la corriente eléctrica y estableciendo el arco.

Por lo tanto, existirán constituyentes del revestimiento que mejorarán la ionización del aire y los gases generados durante la soldadura para su propio beneficio.

Para comprender el proceso de ionización debemos conocer:

• Cuáles son los factores que determinan la ionización y sus efectos afines.

• Qué constituyentes del electrodo afectan a cada factor.

Estos factores son:

• Potencial de ionización de los gases generados por el revestimiento.



• Poder termoiónico del electrodo.

• Conductividad térmica del electrodo y de los gases.

• Naturaleza de la corriente de soldeo.

• Tensión de vacío del equipo

Potencial de ionización5

También conocido como energía de ionización. Es la energía necesaria para sustraer un electrón a un átomo de un elemento en estado gaseoso. Se mide en KJ/mol o J/mol.

Estos electrones libres son los que permiten el desplazamiento de corriente eléctrica a través de la columna de gases.

J = Julio: es la unidad de S.I para medir la energía. KJ/mol o J/mol es una forma de expresar la cantidad de energía por unidad de materia. Mol: es una unidad para expresar cantidad de materia. Equivale a 6,022141 · 10E23.

Es especialmente útil para trabajar con unidades de materia muy pequeñas como moléculas o átomos

Si la energía de ionización es baja, el gas se ioniza fácilmente, es necesario aportar menos potencia eléctrica, por lo que se facilita el cebado del arco y las fluctuaciones de corriente afectan menos a la conductividad del gas, por lo que se mejora la estabilidad del arco.

Para conseguir una baja energía de ionización, se añaden al revestimiento compuestos que al gasificarse, proporcionan esta característica. Se emplean principalmente sales como sodio, bario o potasio. Tienen esta característica prácticamente todos los metales alcalinos (Litio, Sodio, Potasio, Rubidio, Cesio y Francio).

Es desfavorable para la soldadura incluir en el revestimiento elementos que generen gases con alta energía de ionización, aunque en ocasiones, a causa de necesitar compuestos en el revestimiento para mejorar otras características, se incluyen elementos desfavorables como fluoruros o carbonatos, los cuales elevan la energía de ionización.

Poder termoiónico6

Efecto que sucede en metales y óxidos de metales al incrementar su temperatura, caracterizado por la emisión de iones negativos al exterior, a causa de la excitación térmica del metal.

5 https://es-puraquimica.weebly.com/electropositividad-y-potencial-de-ionizacion.html

6Francis, W., Mark, W., Hught, D. (1998). Física Universitaria Versión en español de Rodolfo Hernández Vara y

Mercedes García García 6ª ed. Argentina: Addison – Wesley Iberoamericana



El principio de funcionamiento de las válvulas de vacío, empleadas en la amplificación de señales eléctricas, está basado en el poder termoiónico de un filamento (actualmente están en desuso a causa de la aparición del transistor).

Los iones emitidos contribuyen al efecto de la ionización, por lo tanto, a mayor poder termoiónico del electrodo, mejores beneficios para el arco eléctrico.

Las sales incluidas en el revestimiento, con el fin de mejorar la ionización, también tiene un alto poder termoiónico, aportando este beneficio.

Conductividad térmica

Propiedad física característica de cada material. Mide la capacidad de conducción de calor, es decir la velocidad a la que cambia la temperatura un material al que se le somete a un foco de calor. El sistema internacional de unidades (S.I.) mide la conductividad térmica en W/k·m.

Estos electrones libres son los que permiten el desplazamiento de corriente eléctrica a través de la columna de gases.

W/k·m: unidades en las que se expresa la conductividad térmica Dónde:

• W (Watios): unidad de energía, el calor es el tipo de energía.

• K (Kelvin): unidad de temperatura conocida como grados kelvin o grados absolutos.

• M: metro: unidad de longitud

Si nuestro electrodo tiene un alto valor de conductividad térmica, quiere decir que este pierde rápidamente la temperatura. Esto afecta negativamente al poder termoiónico, ya que este es mayor a mayor temperatura, perjudicando al efecto de la ionización.

Se añaden al revestimiento elementos refractarios, con punto de fusión superior al del metal del alma del electrodo con distintos fines, uno de ellos es evitar una pérdida excesiva de la temperatura, mejorando el efecto de emisión termoiónica.

Debido al efecto refractario del revestimiento, el alma se funde más rápido, creando una cavidad característica en la punta del electrodo. Esta cavidad mejora la concentración de gases a presión mejorando todos los efectos de la ionización. También favorece al control del arco cuando éste sufre el efecto del balanceo del electrodo.

Durante la ejecución de la soldadura, a excepción de los cordones rectos, el resto de cordones se realiza haciendo una oscilación constante con la punta del electrodo a lo largo de todo el cordón. Éste es el efecto que se conoce como balanceo o patrón de cosido. La cavidad en la punta del electrodo ayuda considerablemente a que el arco se dirija adecuadamente durante el balanceo.



Naturaleza de la corriente

Debemos conocer que la corriente alterna nos dificulta en gran medida la ionización y consecuentemente el establecimiento y control del arco. Esto es debido a que en cada semiciclo el arco se apaga, ya que el voltaje pasa por cero, sim embargo el fenómeno es imperceptible al ojo humano (ocurre 50 veces cada segundo). Cada vez que esto ocurre, es necesario que exista una alta concentración de gases con baja energía de ionización para que vuelva a establecerse el arco. De lo contrario sería prácticamente imposible estabilizar el arco.

Por el contrario, la linealidad que nos proporciona la corriente continua, facilita en gran medida el establecimiento y control del arco, siendo necesaria menor presencia de elementos de fácil ionización. El cátodo, terminal negativo, está fijo (no cambia con cada semiciclo de la corriente) por lo que el arco no se apaga ni cambia la dirección de desplazamiento de las cargas eléctricas dentro del arco, además la alta temperatura del cátodo facilita la ionización por el alto poder termoiónico de esta zona.

Tensión de vacío del equipo

La energía de ionización necesaria para cada soldadura en particular dependerá de los factores que hemos expuesto. Siempre será necesario que la tensión de vacío de nuestro equipo sea la suficiente como para generar un potencial eléctrico superior a la resistencia que opone la energía de ionización del medio, de lo contrario, no podremos cebar el arco.

Con los electrodos actuales, en los casos en los que dispongamos de corriente alterna, necesitaremos fuentes de alimentación que suministren una tensión de vacío entre 40 y 80 voltios.

En el mayoritario uso de la corriente continua, la tensión de vacío de nuestro equipo todavía es menor. Son necesarias tensiones entre 35 y 50 voltios.

El uso de tensiones tan bajas, tanto en corriente continua como en alterna, es gracias a la función de los compuestos del revestimiento, causando un considerable ahorro de energía, consiguiendo también que el proceso sea mucho más seguro para el operario. Cuanto más alta sea la tensión de trabajo mayor riesgo de tener una descarga.

Función física del revestimiento 3.3.2.

Consideramos funciones físicas del revestimiento, todas aquellas funciones en las que el revestimiento ofrezca protección a los elementos fundidos de la soldadura, impidiendo:

• Que sucedan reacciones químicas entre los metales fundidos de la soldadura y los gases atmosféricos.

• Que se produzcan efectos por la inclusión de sustancias no deseadas en el metal fundido, generando poros, sopladuras e inclusiones de escorias.



También son consideradas como funciones físicas aquellas donde los efectos del revestimiento posibilitan el control del metal fundido, ejerciendo fuerzas opuestas a las que generan el descolgamiento de la soldadura.

El ejemplo más evidente lo tenemos en las soldaduras en techo o en cornisa: la viscosidad del revestimiento fundido permite la soldadura, ya que ofrece suficiente resistencia para soportar el efecto de la gravedad sobre el metal fundido.

Para el cumplimiento de estas funciones, el revestimiento genera unos efectos, que básicamente, se pueden agrupar en:

• Generación de gases.

• Formación de escorias.

• Generación de gases

Los gases de protección, en la soldadura por electrodo, son debidos a la presencia en el revestimiento de materiales como carbonatos cálcicos y magnesio, así como otros compuestos orgánicos como serrines y celulosa.

La temperatura que genera el arco gasifica estos compuestos, produciendo gases a presión, concentrados por el efecto de la cavidad en la punta del electrodo.

Los gases generados tienen diversas funciones:

• Por un lado, crean alrededor de la columna de plasma una cortina de gases en la zona conocida como llama.

• Esta cortina impide que el chorro de plasma, a través del cual se produce el desplazamiento de metal fundido, entre en contacto con los gases del aire, evitando así los efectos perniciosos del oxígeno y el nitrógeno, también de los efectos de la humedad contenida en el aire (presencia de hidrógeno).

• Esta cortina de gases también protege al baño de fusión en sus primeras fases, ejecutando un barrido de los gases atmosféricos que ocupan el espacio de deposición de metal fundido.

• Además de las funciones protectoras, los gases ejercen otras funciones. La más importante de ellas es el efecto sobre las partículas de metal fundido en su trayecto desde la punta del electrodo hasta el baño de fusión.

• Las altas presiones que alcanzan los gases por estar en contacto con la columna de plasma, tienen un efecto erosivo sobre la punta del electrodo, contribuyendo al arranque de las gotas de metal, facilitando la fusión del electrodo.

• También las altas presiones de los gases, producen fuertes expansiones de gas entorno a la columna de plasma. La energía de la expansión es trasmitida a las partículas de



metal fundido, imprimiéndoles alta velocidad. Es de gran ayuda cuando las gotas de metal fundido tienen una trayectoria opuesta a la fuerza de la gravedad, permitiendo la soldadura en posiciones en cornisa, bajo techo, vertical ascendente o descendente.

Formación de escorias

Las escorias son aquellos constituyentes del revestimiento que, entrando en contacto con el arco eléctrico, pasan a estado líquido y no funcionan como metal de aporte en el baño de fusión, ni generan gases para la protección del arco.

Su función principal es la de proteger el metal fundido durante el trayecto desde la punta del electrodo hasta el baño de fusión. También protege el baño de fusión hasta que se enfría.

Las escorias también tienen otras funciones, como sostener el metal fundido para su correcta solidificación y generar barridos de limpieza dentro del baño de fusión, donde recoge impurezas como óxidos, nitruros, sulfuros, etc.

Los elementos principales del revestimiento, que funcionan como escorias son: dióxido de titanio o rutilo, titanato potásico, sílices, espato de flúor, feldespato, óxido de manganeso y óxido de hierro.

Combinando estos elementos, el fabricante puede variar las características de la escoria, consiguiendo que desempeñen la función más adecuada según al trabajo que se destine el electrodo.

Las cualidades físicas que caracterizan la escoria son: punto de fusión, punto de solidificación, tensión superficial, densidad y viscosidad.

• El punto de fusión es la temperatura a la cual la escoria pasa de estado sólido a líquido por incremento de la temperatura, es decir, se funde.

El punto de fusión de las escorias es más elevado que el punto de fusión del metal del alma. Esto produce una serie de efectos como:

o Generar el cráter en la punta del electrodo, muy útil para poder direccionar el arco.

o También nos garantiza que el metal siempre estará protegido por la acción del electrodo, ya que el revestimiento se funde más lentamente, es decir, si el revestimiento se funde más lentamente, nunca quedará la varilla del alma descubierta durante la fusión.

• El punto de solidificación de un líquido es la temperatura a la que dicho líquido solidifica, por efecto de la reducción de temperatura (enfriamiento).

El punto de solidificación de las escorias es mucho más bajo que el punto de solidificación del metal de aporte. De esta manera, mientras ambos están



fundidos, se mezclan y se remueven debido a la gran agitación térmica, fase que le sirve a las escorias para captar elementos perjudiciales (barridos de limpieza).

Cuando la temperatura desciende por enfriamiento, el metal tiende a agruparse para solidificarse, sacando hacia fuera las escorias. Éstas se concentran en la superficie, generando la capa característica que protege a la soldadura mientras se enfría.

• La tensión superficial es una medida de la oposición que presenta un líquido para “romper su superficie”. Técnicamente se define como la cantidad de energía necesaria para que un líquido aumente su superficie por unidad de área. Es una medida que nos proporciona información acerca de la cohesión entre las moléculas del líquido, manteniéndolo agrupado.

Podemos ver un ejemplo muy clarificador del efecto de la tensión superficial cuando algunos insectos se desplazan por encima de la superficie del agua. La tensión de las moléculas de agua de la superficie es suficiente para sostener el peso del insecto.

La tensión superficial de la escoria líquida es un factor crucial para su función de protección. Su valor es mucho menor que la tensión superficial del metal fundido, por este motivo, cuando ambos se encuentran en estado líquido, la escoria moja al metal. La tensión del metal suele ser del orden de veinte veces mayor que la tensión de las escorias. Esta diferencia entre las tensiones superficiales tiene los siguientes efectos:

o Cuando el metal está formando gotas en la punta del electrodo, las gotas de escoria entran en contacto con ellas y las moja, formando una película protectora en la gota de metal que le proporciona protección en el trayecto desde el electrodo hasta el metal base, de esta forma el metal no puede entrar en contacto directo con otras sustancias.

o La baja tensión superficial de las escorias líquidas hace que, cuando las gotas desprendidas del electrodo llegan al baño de fusión, éstas se disocian entre metal y escoria. Las escorias mojan la superficie del metal base, se remezclan con él cuando se funde y entra en el baño de fusión para garantizar su limpieza.

o También hace llegar calor a las partes estrechas, como al talón de bordes preparados, al ser más fluida, se desliza mejor por las zonas estrechas, permitiendo su fusión y soldadura, aunque no le llegue la potencia directa del arco.

o La viscosidad es una medida que nos orienta en cómo de fuerte es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Podemos entenderlo como lo potentes que son las fuerzas de rozamiento entre las moléculas del fluido en movimiento, lo que implica que a mayor viscosidad mayor dificultad presenta el fluido para desplazarse.

• La viscosidad de la escoria es otro de los factores que el fabricante de electrodos debe controlar, ya que influye en el comportamiento de la soldadura.



Tener una viscosidad elevada es un factor importante cuando se suelda en posición vertical, cornisa o techo. De esta forma la escoria ofrece una pantalla resistente que impide el descolgamiento del metal fundido, facilitando en gran medida la soldadura bajo estas condiciones.

Con viscosidades bajas en las escorias, la soldadura en posición vertical, cornisa y techo, se dificulta. La escoria muy fluida se desprende de la soldadura en forma de gotas y el metal fundido se descuelga del cordón.

Debemos tener en cuenta que una viscosidad excesiva condiciona un movimiento lento de la escoria en el baño de fusión, perjudicando la función de barrido de impurezas y posibilitando que las escorias se queden alojadas en el baño fundido, causando el defecto en la soldadura conocido como inclusión de escorias.

Por el contrario, una baja viscosidad favorece el barrido de impurezas en el baño de fusión, ya que la escoria se mueve más rápido. También facilita la expulsión de la misma hacia la superficie en la fase de solidificación, reduciendo la posibilidad de inclusión de escorias.

• La densidad es una magnitud característica de cada material, que especifica la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.

Está determinada por la siguiente fórmula:

Dónde:

p Densidad, expresada en Kg/m3

M Masa, expresada en Kg

v Volumen, expresado en m3

El metal de aportación es mucho más denso que la escoria, es por esto que las escorias tienden a flotar formando una capa en la superficie del cordón.

No obstante, este efecto no es el único que hace que las escorias salgan a la superficie. De ser así la soldadura en techo sería imposible.

Lo que ocurre es que actúan combinadas las fuerzas de origen gravitatorio y las fuerzas debidas a la tensión superficial de los líquidos.

Es evidente, por ser posible la soldadura en techo, que las fuerzas causadas por la tensión superficial son superiores a la fuerza de la gravedad. Este hecho nos ayuda



a comprender la importancia de la tensión superficial que caracteriza a las escorias.

Función metalúrgica del revestimiento 3.3.3.

Son consideradas funciones metalúrgicas aquellas en las que mediante la incorporación de determinados compuestos en el revestimiento, se consigue transformar o corregir las propiedades mecánicas de la soldadura, tales como la dureza, la resistencia, la elasticidad, etc.

Básicamente estas modificaciones se consiguen mediante dos métodos:

o Incorporar elementos aleantes en el revestimiento.

o Incorporar elementos en el revestimiento que al formar la escoria condicionan un enfriamiento lento de la soldadura.

Los elementos aleantes que forman parte del revestimiento son incorporados a la soldadura en el baño de fusión, donde se combinan con el metal base.

El objetivo de la presencia de estos elementos en el electrodo es modificar las características mecánicas de la soldadura, tales como: resiliencia, tenacidad, ductilidad, etc.

Esto se consigue añadiendo nuevos compuestos a la soldadura como el molibdeno. También añadiendo los elementos que por efecto de las altas temperaturas se pierden, tanto por evaporación u oxidación, como por difusión dentro del propio metal base.

Quizá el caso más característico es el aporte de carbono a la soldadura de aceros al carbono. La presencia de este elemento es fundamental para la resistencia mecánica del acero. Parte de este carbono se difunde dentro del material por efecto de temperaturas. También se pierde mucho carbono por la formación de carburos en las superficies de la soldadura.



El aporte “extra” de carbono se consigue usando varillas para el alma de electrodo con acero con mayor porcentaje de carbono o añadiéndolo al revestimiento.

Otro efecto buscado, mediante la adición de compuestos al revestimiento, es evitar un enfriamiento excesivamente rápido de la soldadura.

Se debe mantener el baño de fusión en estado líquido el tiempo necesario para que los gases e impurezas acumulados en la soldadura salgan a superficie. Si la soldadura se desarrolla con los parámetros de soldeos adecuados y una buena técnica, la baja tensión superficial de las escorias, junto a su menor densidad que la del metal, es suficiente para que las escorias refractarias floten sobre el cordón en estado líquido y lo aíslen térmicamente, evitando un enfriamiento excesivamente rápido.

Si el enfriamiento fuese brusco, en algunos metales, las estructuras cristalinas que forman el metal no sufrirían las transformaciones adecuadas que se producen en el enfriamiento (el principal efecto causado por este fenómeno es conocido como temple), afectando a las propiedades mecánicas de la soldadura.

3.4. Tipos de revestimiento7

Aproximadamente el 90% de la producción total de acero está destinada a la producción de aceros al carbono. Por lo que la mayor parte de las exigencias para la soldadura se centran sobre este grupo de aceros.

Para la soldadura de aceros al carbono, también conocidos como aceros ordinarios, existe la mayor variedad de electrodos, con características diferentes cada uno, con el fin de satisfacer el mayor número de necesidades posibles.

La composición química del acero de la varilla que forma el alma es prácticamente la misma para todos los electrodos, tiene variaciones en la concentración de carbono, pero siempre pertenece a un mismo tipo de metal (por ejemplo, para la soldadura de aceros inoxidables el alma será acero inoxidable, aunque posiblemente con diferente composición de constituyentes que el metal base).

7 http://www.lincolnelectric.com/es-mx/consumables/stick-electrodes/Pages/stick-electrodes.aspx

http://www.indura.cl/Descargar/Manual%20de%20Soldadura%20INDURA?path=%2Fcontent%2Fstorage%2Fcl

%2Fbiblioteca%2F00da6ac5e6754e428ecd94f1c78711cb.pdf



Por lo tanto, es el revestimiento del electrodo, quien caracteriza el comportamiento y función del electrodo principalmente.

Para la fabricación del revestimiento pueden usarse hasta cuarenta minerales y distintas sustancias orgánicas tales como: caliza, caolín, zirconio, dióxido de titanio (rutilo), mármol, fluoruro cálcico, carbonato cálcico, silicatos, magnesio, ferro silicio, ferro níquel, óxido de hierro, polvo de hierro, celulosa, serrines, etc.

Sin embargo, no es fácil conocer exactamente cuáles son los constituyentes del revestimiento y en qué proporción se encuentran. La naturaleza y dosificación de cada componente del revestimiento es secreto de fábrica y propiedad del fabricante, quien además, está innovando el producto constantemente.

No obstante, los electrodos deben estar clasificados en uno de los grupos que se citan a continuación en la gráfica siguiente. Dicha clasificación se realiza observando la naturaleza de las reacciones químicas de las escorias obtenidas.

Símbolo Designación

A Revestimiento ácido (óxido de hierro)

R A Revestimiento acido de rutilo-ácido.

R Revestimiento rutilo.

RR Revestimiento rutilo grueso.

B Revestimiento básico.

RB Revestimiento básico de rutilo-básico.

C Revestimiento celulósico.

RC Revestimiento rutilo-celulósico.

S Varios



Electrodos con revestimiento ácido (óxido de 3.4.1.hierro y manganeso)(A)

Como su nombre indica, las escorias que producen los electrodos con este tipo de revestimiento son ácidas. Esto es debido a la presencia de compuestos en el revestimiento de tipo desoxidantes y desnitrurantes. Dichos elementos actúan como descontaminantes del baño de fusión eliminando nitruros y óxidos.

Es común la presencia de gran proporción de silicatos de hierro en el revestimiento, como la fayalita (la fayalita es un mineral perteneciente a los silicatos, de composición química Fe2SiO4), también silicatos de manganeso como la rodonita y óxidos libres (la rodonita es un mineral rocoso, de color granate, la fórmula química de los silicatos de manganeso es: MnSiO3).

Todos estos compuestos producen reacciones exotérmicas en abundancia, especialmente la oxidación del manganeso, aligerando la velocidad de fusión del electrodo. Esto produce que el baño de fusión sea más líquido para este tipo de electrodos.

Una reacción exotérmica es una reacción química que produce energía calorífica.

La escoria que producen estos electrodos es abundante, de color negro oscuro, bastante fluida y presenta un aspecto poroso, parecido al aspecto de una esponja. La porosidad disminuye al disminuir la acidez.

La escoria se desprende del cordón con mucha facilidad.

Debido a la abundancia de escoria, la fluidez de ésta y la rápida velocidad de fusión del electrodo, es aconsejable soldar con mayor intensidad e inclinación que la adecuada para este tipo de electrodo con otro revestimiento (soldadura hacia atrás). De esta forma evitamos que la escoria se adelante al baño de fusión, causando los problemas asociados a este efecto (especialmente las inclusiones de escoria).

Estos electrodos son adecuados solamente para la soldadura de aceros con buena soldabilidad, como aceros de construcción (cerrajería, carpintería metálica, vigas y pilares de acero, etc.). Es debido a que producen un alto contenido de hidrógeno e impurezas en el metal depositado; por lo que, si son usados en aceros aleados, pueden originarse grietas.

Son sólo apropiados para las soldaduras en posición horizontal plana, en juntas a tope o con bordes preparados en V, ya que producen un baño de fusión muy fluido. También las escorias son de baja viscosidad por lo que no sostienen bien el metal fundido en posición vertical, cornisa o bajo techo, haciendo imposible la soldadura en estas posiciones.

También son adecuados cuando se requiera una buena apariencia del cordón, ya que este electrodo produce un aspecto muy agradable de la superficie de soldadura (produce unas soldaduras muy lisas y planas).



Hace un tiempo, su uso estaba muy extendido porque ofrecía muy buenas propiedades, en comparación con los revestimientos que se habían logrado hasta ese momento.

Actualmente los electrodos ácidos están totalmente desplazados del mercado, por lo que no es común encontrarlos en los talleres. El desarrollo de los electrodos de rutilo y básico, han dejado a este tipo de electrodos con unas características bastante deficientes en comparación.

Electrodos con revestimiento de rutilo ácido 3.4.2.(RA)

Este tipo de electrodo es similar al electrodo ácido, siendo sus características muy parecidas en todos los aspectos, aunque se presentan cambios en el comportamiento de la soldadura debido al carácter mixto del revestimiento.

Se diferencian de los electrodos ácidos en la composición del revestimiento. En éstos existe rutilo (óxido de titanio) entre los compuestos, en proporción mayor a los óxidos de hierro o manganeso que forman parte del revestimiento ácido.

Presentan algunas ventajas al uso, debido al efecto de la presencia del rutilo en el revestimiento. El rutilo consigue que el baño sea menos fluido, produciendo unas escorias menos porosas y más viscosas.

Son electrodos con mayor facilidad de manejo; ya que tienen un arco más estable. Además el material depositado presenta mejores características mecánicas y menor presencia de escorias.

Pueden ser usados en todas las posiciones excepto en vertical descendente.

También están en desuso debido a que otros tipos de electrodos presentan mejores características.

Electrodos con revestimiento de rutilo (R) 3.4.3.

El revestimiento de los electrodos de tipo rutilo contiene principalmente óxidos de titanio.

Los óxidos de titanio se obtienen de minerales naturales como el rutilo (dióxido de titanio, de composición química: TiO2) o ilmenita (mineral compuesto por óxido de hierro y dióxido de titanio, con composición química: FeTiO3), de ahí viene su nombre.

Los óxidos de titanio sustituyen por completo a los óxidos de hierro y manganeso, presentes en los electrodos de revestimiento ácido.

El revestimiento de este tipo de electrodo está constituido principalmente por óxidos de titanio y por materiales orgánicos de tipo celulósico en distintas proporciones (porcentaje en celulosa siempre inferior al 15%; con proporciones superiores al 15% en celulosa, son considerados electrodos con revestimiento rutilo-celulósico).



En este tipo de electrodos, el óxido de titanio funciona como catalizador en el baño de fusión, favoreciendo la eliminación de escorias y elementos perniciosos para la soldadura como óxidos o nitruros.

El titanio tiene mucha facilidad para combinarse con óxidos, para formar compuestos. Una vez incluido en el baño de fusión evita que sea el hierro quien se oxide, por lo tanto, se obtienen como resultado unas escorias con presencia mayoritaria de titanatos de hierro y titanatos complejos. La presencia de titanatos en las escorias significa que el titanio ha funcionado correctamente como agente descontaminante.

La escoria es oscura, muy densa y viscosa, por lo que resultan especialmente útiles en la soldadura vertical y en techo. También, el efecto viscoso de la escoria es beneficioso cuando:

• Se deben soldar elementos con los bordes preparados con distancia excesiva.

• El ajuste entre bordes no es correcto, es decir, cuando la preparación de juntas es defectuosa, aunque debemos tener en cuenta que la penetración de la soldadura es mediana.

La capa de escoria no es muy gruesa y se elimina fácilmente, presentando un aspecto continuo y uniforme.

Normalmente se pueden emplear con equipos que suministren corriente alterna o continua, en ambas polaridades.

Son electrodos que presentan un fácil encendido y reencendido, esto los hace aptos para soldadura con corriente alterna.

No son difíciles de manejar y presentan un bajo nivel de proyecciones. Por este motivo, su uso está especialmente aconsejado para soldadores principiantes o soldadores con poca experiencia en este proceso de soldeo.

Por estas características, estos electrodos tienen un campo de aplicación muy extendido, son idóneos para todo tipo de soldadura. También son poco susceptibles de producir malos resultados bajo condiciones ambientales adversas como viento, alta humedad relativa y precipitaciones (lluvia y nieve).

Debemos tener en cuenta que su uso es posible siempre y cuando no se requiera de niveles bajos de presencia de hidrógeno en la soldadura (soldaduras con altas solicitaciones mecánicas). Este tipo de revestimiento incluye mucho hidrógeno en sus constituyentes, especialmente en la celulosa.



El nivel de impurezas y la presencia de escorias en el metal depositado son mucho menores que en las soldaduras realizadas con electrodos ácidos, pero tienen mayor presencia que en las ejecutadas con electrodos básicos. Las soldaduras con electrodos con revestimiento de rutilo están afectadas por mayor presencia de hidrógeno que las soldaduras con electrodos de revestimiento básico.

Su uso más extendido pertenece al campo de las estructuras metálicas, calderería pesada e ingeniería naval. También están muy indicados para la soldadura de chapa fina, debido a que la transferencia de metal es por gotas gordas.

Electrodos con revestimiento de rutilo grueso 3.4.4.(RR)

La composición química del revestimiento de este tipo de electrodo es muy similar a la composición del electrodo con revestimiento de rutilo. Las características del metal depositado y la escoria también son similares.

No obstante, el revestimiento de este tipo es de mayor grosor que el electrodo de rutilo convencional. El espesor supera el 50% del diámetro del alma y la relación entre el diámetro de revestimiento y el diámetro de varilla será mayor o igual a 1.6.

Produce unas escorias compactas y gruesas, que se desprenden con facilidad y sin quebrarse.

El exceso de revestimiento permite una mejor manejabilidad, debido a que el revestimiento proporciona mucha estabilidad al arco.

La tasa de deposición es mayor, ya que se pueden emplear mayores intensidades de soldeo, que implican mayor velocidad de fusión.

La tasa de deposición es la cantidad de metal aportado por unidad de tiempo. Ejemplo: 124 gr/min.

También la protección del metal depositado es mayor, tanto en el baño de fusión como en la fase de transporte de metal fundido a través del arco eléctrico, proporcionando una protección adicional cuando se suelda en condiciones adversas.

Es muy apto para la soldadura en todas posiciones y con todo tipo de corrientes.



Electrodos con revestimiento básico (B) 3.4.5.

El revestimiento de los electrodos básicos está compuesto por carbonatos de metales alcalinos, principalmente carbonato cálcico (cal), aunque también existe en abundancia el fluoruro cálcico (espato de flúor). Pero tiene otros componentes, tales como manganeso y silicio, silicato potásico y óxidos de titanio. Todos estos compuestos tienen funciones reductoras, dándole a la composición química del revestimiento y la escoria un carácter plenamente básico.

No tiene elementos orgánicos presentes en el revestimiento como celulosa o serrines (los elementos orgánicos provienen de seres vivos, como la madera). Los gases protectores son producidos por la disociación en CO2 y otros gases, de otro de los compuestos del revestimiento: el mármol. También se introducen fluoritas (CaF2) en el revestimiento para generar los gases de protección.

La fusión de estos elementos genera una escoria muy fluida, que sale del baño de fusión con mucha facilidad, causando problemas de inclusión de escorias en el metal solidificado, si no se controla bien el baño.

Forma una capa no muy espesa sobre el metal depositado, de color pardo, aspecto brillante y una marcada fragilidad. Se desprende con mayor dificultad que la escoria de otros tipos de revestimiento.

Es un tipo de electrodo que no se maneja fácilmente. La longitud de arco es menor que en los electrodos de rutilo (aproximadamente la mitad del diámetro del electrodo), y el cebado del arco es más difícil, ya que necesita de tensiones de vacío elevadas, debido a que los gases que genera el revestimiento tienen un potencial de ionización más alto.

Por estos motivos es necesario que, las soldaduras ejecutadas con electrodos de revestimiento básico, sean hechas por soldadores más hábiles y experimentados.

Debemos tener en cuenta, siempre que trabajemos con este tipo de electrodo, que el revestimiento es muy susceptible de captar humedad del ambiente, por lo que se deben extremar las precauciones de almacenamiento y preacondicionamiento, siguiendo siempre las indicaciones del fabricante.

Puede emplearse en todas posiciones de soldadura, excepto en vertical descendente, los electrodos básicos para soldadura en vertical descendente; necesitan corriente continua, tanto polaridad directa (CCEN) como inversa (CCEP). Aunque el catálogo de algunos fabricantes abarca electrodos básicos para ser utilizados con equipos de corriente alterna.

Tienen un campo de ampliación muy amplio y bien definido (soldaduras de bajo contenido en hidrógeno). Aunque su coste económico es más elevado que el de otros tipos de electrodo y es necesario contar con soldadores más experimentados, su uso es necesario cuando se requieren unas cualidades mecánicas y metalúrgicas altas. Estas propiedades que el electrodo básico aporta, se deben al control de tres factores:

• Bajo contenido en hidrógeno.



• Inclusión de elementos aleantes.

• Elementos eliminadores de impurezas.

Bajo contenido en hidrógeno

La presencia de hidrógeno en las soldaduras produce agrietamiento en frío y pérdida de las propiedades mecánicas. El agrietamiento en frío es un tipo de defecto que sucede poco después de ejecutar la soldadura, está ocasionado por la presencia de hidrógeno y la aparición de martensita en la zona afectada térmicamente.

Los electrodos básicos garantizan unos niveles muy bajos de contenido en hidrógeno siendo en los elementos del revestimiento prácticamente inexistente.

Debemos considerar que la mayoría de hidrógeno que se hace presente en las soldaduras defectuosas, proviene de la humedad ambiental. Éste pasa a la soldadura a través de humedad empapada en el revestimiento principalmente, también puede haber humedad residual sobre el metal base.

Por este motivo, los electrodos básicos deben conservarse bajo condiciones especiales de hermetismo, si no es así deben estar almacenados en hornos de resecado y durante el uso deben mantenerse en estufas portátiles.

Inclusión de elementos aleantes

Mediante adición de elementos aleantes al revestimiento, se producen mejoras en la composición química del metal depositado.

Los elementos comúnmente añadidos son: níquel, cromo y molibdeno. Éstos pasan del baño de fusión al metal soldado mediante un proceso micrometalúrgico, en el que los elementos quedan fijados al metal base y al metal de aporte en el baño de fusión por efecto de la temperatura del arco.

Estas variaciones en la aleación proporcionan a la soldadura cualidades mecánicas excepcionales. El metal depositado con estos electrodos tiene las mejores propiedades de resistencia al impacto, especialmente a bajas temperaturas y son más resistentes a la fisuración, siempre que se sigan las instrucciones de uso y mantenimiento.

La presencia de cromo y níquel también mejora la resistencia a la corrosión de la unión soldada.

Elementos eliminadores de impurezas

Cuando se sueldan aceros con problemas de segregación de azufre y aceros con presencia de silicio, los electrodos básicos aportan beneficios. La presencia de manganeso en el revestimiento hace que, en estado de fusión, realice un barrido en el baño de metal fundido, eliminando el azufre y silicio, segregándolo en las escorias.



Esto es debido a que la reacción que libera el manganeso, tiene más afinidad por el azufre y el silicio que por otros elementos que encuentra en el baño, por lo tanto los “captura”, combinándose con ellos y formando sulfuro de manganeso y silicio- manganeso.

La eliminación de estos dos elementos, mejora las características del acero de fisuración en frío y fisuración en caliente.

Electrodos con revestimiento rutilo básico 3.4.6.(RB)

La composición de estos electrodos es similar a la de los electrodos con revestimiento de rutilo, aunque contiene mayor contenido de componentes básicos en su composición.

El revestimiento de estos electrodos suele ser grueso, proporcionan una buena manejabilidad y penetración. El metal depositado presenta buenas propiedades mecánicas.

La escoria que produce es semejante a la producida por los electrodos con revestimiento de rutilo, se desprende con mucha facilidad del cordón.

Son aptos para la soldadura en todas las posiciones, excepto en vertical descendente.

Electrodos con revestimiento celulósico (C) 3.4.7.

El nombre de este tipo de electrodo es debido a que su revestimiento está compuesto mayoritariamente por elementos químicos de naturaleza celulósica. Dichos elementos, al igual que el papel, provienen de transformaciones de la pulpa de madera seleccionada.

Debido al efecto térmico del arco, las celulosas se descomponen, formando CO2 y vapor de agua en gran cantidad.

Estos gases generan una gran pantalla protectora alrededor del arco, junto con mucho calor y presión de gases. Esta presión se transmite a las partículas metálicas que se desplazan a través del arco, por lo que estos electrodos producen una fuerte penetración por la ganancia de energía cinética: las gotas de metal fundido son lanzadas con gran fuerza sobre el baño de fusión, produciendo una fuerte agitación térmica en el baño.

La intensidad elevada causa un incremento en la temperatura del electrodo por efecto Joule, además el arco más potente también calienta más al electrodo. Por lo que debemos tener precaución de no trabajar con intensidad superior a la recomendada con este tipo de electrodos, ya que el revestimiento se deteriora rápidamente por la temperatura, perdiendo sus propiedades antes de que lo queme el arco, causando defectos sobre la soldadura.

Producen muy poca escoria, por lo que se debe controlar muy bien el baño de fusión.

No incluyen muchos elementos estabilizadores del arco, por lo que normalmente se usan con corriente continua y polaridad directa (CCEN).



Electrodos con revestimiento rutilo celulósico 3.4.8.(RC)

Este tipo de electrodo presenta un revestimiento de composición similar a los electrodos con revestimiento de rutilo, conteniendo, no obstante, mayores cantidades de celulosa.

Debido al efecto combinado de los dos elementos principales del revestimiento, estos electrodos proporcionan buena manejabilidad, fácil cebado del arco, pocas proyecciones y un arco muy enérgico que produce muy buena penetración y fusión de los bordes.

Están especialmente indicados para el uso con equipos que proporcionan baja tensión de vacío ya que los componentes celulósicos producen un fácil cebado del arco, como hemos dicho.

Permiten la soldadura en todas las posiciones incluida la soldadura vertical descendente.

Electrodos varios (S) 3.4.9.

Todos aquellos electrodos cuyas características no pertenecen a ningún grupo de los anteriores, pueden acogerse a este símbolo.

Bajo la clasificación de este grupo, existe la posibilidad que el fabricante agregue elementos a un tipo de revestimiento conocido, que no alteren sus características, pero le confieran nuevas propiedades.

Se empleará el código al que pertenezcan y se añadirá a la identificación un código que identifique la característica añadida.

Los electrodos con elementos añadidos al revestimiento más comunes son:

• Electrodos con polvo de hierro.

• Electrodos de gran rendimiento.

A los electrodos con polvo de hierro, como su nombre indica, se les añade polvo de hierro al revestimiento. Su principal cometido es mejorar la tasa de deposición del metal. El polvo de hierro se encuentra en proporción del 5 al 50% del peso del revestimiento.

La adición de polvo de hierro afecta al control del arco, ya que el revestimiento se hace conductor, favorece el cebado del arco y produce un arco más ancho pero más regular y estable.

También se añade polvo de hierro cuando los electrodos empiezan a producir proyecciones de metal fundido en condiciones de trabajo normales debido a que el arco es más estable.

Los electrodos con gran rendimiento son aquellos que independientemente de las características que éstos tengan, su rendimiento gravimétrico será siempre superior al 110%.



En este caso se les añade un código que comienza con la letra G seguida de la cifra en % que alcanza en rendimiento (por ejemplo: G134).

Actualmente la letra G se está suprimiendo, incluyendo únicamente la cifra de rendimiento. Hemos explicado el código con letra G, como reseña histórica.

Rendimiento gravimétrico = Peso de la varilla

x100 Peso total del cordón

Seguidamente podemos ver una tabla donde se comparan las principales características de los principales tipo de electrodos:

Tipo de electrodo

Tensión de cebado en

voltios

Tensión de funcionamiento

en voltios

Tipo de corriente y polaridad

Rendimiento gravimétrico Aspecto Aplicaciones

Ácidos 30/40 25

CC. Polaridad Directa

95%

Escoria muy

porosa

Buen aspecto

del cordón.

Aceros de construcción

Soldadura horizontal y en

ángulo.

En desuso.

Rutilo 40/50 20/30

CA-CC. Polaridad Directa

Polaridad Inversa

De 90 a 100%

Escoria sólida y negra.

Buen aspecto

del cordón.

En todas posiciones.

Muy apto en soldadura

vertical y techo.

Básico 65 30/40

CC. Polaridad Directa

110%

Escoria frágil,

escasa.

Buen aspecto

del cordón.

En todas posiciones.

Necesidad de excelentes calidades

metalúrgicas.

3.5. Manipulación y conservación de los electrodos

La conservación del electrodo es un factor determinante para la calidad de la soldadura. Una conservación inadecuada del electrodo, es un claro origen de multitud de defectos en la soldadura.

Desde la recepción de los electrodos hasta su consumo, los electrodos deben ser objeto de minucioso cuidado. La importancia que tiene el buen almacenamiento y el correcto consumo, son cruciales para la soldadura.

Vamos a estudiar cómo debemos tratar los electrodos en las tres situaciones diferenciadas del trabajo con electrodos: manipulación, empleo (estufas portátiles) almacenamiento y resecado (o reacondicionamiento). Cada una de estas situaciones tiene unas particularidades



que deben tratarse independientemente de las demás, aunque también deben garantizarse las condiciones generales de manipulación en cualquiera de las situaciones.

Manipulación de los electrodos 3.5.1.

Normalmente se reciben los electrodos del suministro y se almacenan. Cuando es necesario, se cogen los electrodos del almacenamiento para su consumo en el puesto de soldadura.

Éstas son las dos situaciones típicas en las que se manipulan los electrodos (almacenamiento y consumo), donde debemos aplicar las siguientes instrucciones:

• No golpear ni las cajas ni los electrodos.

• No desembalar hasta el uso.

• Transportar en recipientes cerrados y suficientemente resistentes como para evitar que se deterioren los electrodos en caso de producirse un golpe.

• No transportar en la caja que se llevan las herramientas. Usar un recipiente independiente.

• No doblar los electrodos.

• Aprovisionarse de un número de unidades aproximado al que se considere necesario para desarrollar el trabajo.

• Manipular siempre con guantes limpios y secos.

• No exponer los electrodos a ambientes húmedos y sucios.

• No depositarlos sobre superficies manchadas de agua, aceites, grasas, líquidos, polvo, pintura o suciedad.

• En caso de soldar con lluvia o nieve, evitar que entre en contacto con los electrodos.

• Debemos asegurarnos, antes de la manipulación o empleo de los electrodos, de que hayan cumplido las prescripciones de resecado.

• En caso de necesitar de una estufa de resecado para mantener los electrodos antes de su uso, prestaremos especial atención a su correcto funcionamiento en todo momento.

Todos consejos anteriores se resumen en evitar dos daños característicos del electrodo:

1. Evitar grietas o desprendimientos del revestimiento:

Es evidente que si un electrodo ha perdido un trozo de revestimiento, va a producir defectos en la soldadura por falta de protección.



No es tan evidente, ni fácil de detectar, que el origen de un fallo sea una grieta en el revestimiento.

• Si el electrodo está agrietado, cuando se funde el revestimiento, parte de los gases que se generan son liberados a través de la grieta, debilitando y cambiando la forma y dirección del arco, posibilitando que la columna de plasma entre en contacto con el aire atmosférico, produciendo los defectos asociados a este fenómeno.

• También puede ocurrir, que por efecto de la grieta, parte del revestimiento se desprenda mientras se está fundiendo el electrodo. La esquirla de revestimiento desprendida entra en contacto con el baño de fusión, por lo tanto, los elementos generadores de gases del revestimiento inundan el baño de gases. Éstos son imposibles de liberar del baño, causando un defecto de porosidad muy característico.

• Por otra parte, los elementos generadores de escoria, al no estar fundidos por la temperatura del arco, sino por el efecto del baño de fusión, solidifican rápidamente dando origen a la inclusión de escorias en el seno de la soldadura, agravando los defectos asociados al problema del desprendimiento de revestimiento.

2. Evitar que el revestimiento se contamine con sustancias extrañas:

Otro posible origen de defectos asociado a la conservación del electrodo que debemos tener en cuenta, como hemos dicho, es que el electrodo se haya contaminado (aceites, grasas, pintura, polvo, etc.).

• La presencia de estos contaminantes hace que el revestimiento produzca gases e impurezas en mucha mayor medida y de manera regular, originando defectos en la superficie del cordón. También tiene asociado la aparición de defectos relacionados con la inclusión de partículas no metálicas en la soldadura, un defecto grave y difícil de detectar.

Almacenamiento de los electrodos 3.5.2.

Para el acondicionamiento del lugar donde serán almacenados los electrodos, deberemos de tener en cuenta una serie de consideraciones que afectan:

• Tendremos en cuenta la siguiente lista de características para disponer de un buen local destinado al almacenamiento de electrodos:

o El emplazamiento del local estará totalmente aislado de las zonas de producción. Debe ser un habitáculo totalmente cerrado y su acceso debe realizarse por puertas (éstas deben mantenerse cerradas todo el tiempo).

o No tendrá filtraciones de agua, goteras o escapes en posibles instalaciones (agua, aire comprimido, gases, etc.).Es desaconsejable la presencia de grifos dentro del local.



o Dispondrá de estanterías metálicas robustas.

o Deberá tener buena iluminación. Una buena iluminación ayuda a detectar la suciedad, además de facilitar la lectura de los códigos de los electrodos.

o Debe mantenerse limpio.

o Dispondrá de climatización que permita regular la temperatura y la humedad.

o Se instalarán hornos para el resecado o reacondicionamiento de electrodos. Son hornos diseñados para este fin, no sirve cualquier tipo de horno.

o Tanto el local como la gestión del almacenamiento de los electrodos, debe estar en manos de personal cualificado. Deben ser personas instruidas en las técnicas de mantenimiento y conservación de los electrodos.

• Como hemos mencionado anteriormente, debemos cumplir una serie de requisitos para garantizar el correcto estado del embalaje:

o No golpear las cajas o embalajes.

o No pinchar las cajas. Es común que dentro de la caja los electrodos estén envasados al vacío. Perforar la bolsa, por pequeño que sea el orificio, compromete gravemente el estado de conservación de los electrodos.

o No derramar líquidos sobre las cajas (aceites, agua, líquidos de corte, etc.).

o Evitar que se proyecten partículas sobre las cajas (chispas de la amoladora, proyecciones de soldadura, etc.).

o No deben apilarse un número mayor de cajas que las indicadas por el fabricante.

o No dejar objetos sobre las cajas, especialmente si son pesados o punzantes.

• A continuación se adjunta una tabla donde se resumen las condiciones de almacenamiento de los electrodos más comunes para cada tipo de electrodo.

Es muy importante recordar que las especificaciones de almacenamiento nos las debe proporcionar el fabricante o distribuidor de los electrodos.

Debemos seguir fielmente sus especificaciones, ver tabla (Fig. 3.7):

Tipo de electrodo

Condiciones de almacenamiento, envase

cerrado

Condiciones de almacenamiento, envase

abierto

Electrodos con revestimiento celulósico.

Temperatura ambiente.

No recomendado.



Electrodos con revestimiento de rutilo.

Envasados sin vacío:

• Temperatura de 15ºC por encima de la temperatura ambiente. La temperatura siempre será menor a 50ºC y humedad relativa menor al 50%.

• Envasados al vacío.

• Temperatura 20ºC.

Entre 10 y 20 ºC por encima de la temperatura ambiente.

Electrodos de revestimiento básico.

Temperatura 20ºC. (siempre se suministran envasados al

vacío)

Entre 30 y 140ºC sobre la temperatura ambiente.

Figura 3.7. Condiciones de almacenamiento de los el ectrodos y cortesía.

Resecado o reacondicionamiento de los 3.5.3.electrodos

El resecado del electrodo es una operación en la que se persigue que el porcentaje de humedad en el revestimiento esté entre los valores apropiados para producir una soldadura sana.

Todos los electrodos contienen humedad en el revestimiento. De hecho, algunos electrodos, como los celulósicos, necesitan un contenido mínimo de humedad para trabajar correctamente.

En otros casos, se persigue que los niveles de hidrógeno se encuentren a niveles bajísimos, por debajo del 0’5%.

Debemos tener en cuenta que el hidrógeno está presente en la atmósfera, en forma de humedad ambiental, por lo que conseguir estos valores no es una tarea sencilla.

Este asunto es de suma importancia cuando se sueldan aceros de baja aleación y alta resistencia, aceros templados y aceros al carbono manganeso, donde se requieren valores bajísimos de contenido en hidrógeno en la soldadura (inferiores a

5 ml/100g), ya que la inclusión de hidrógeno en la zona soldada y en la zona afectada térmicamente, produce fisuración en frío y cambia las propiedades mecánicas del material.

Por lo tanto, podemos deducir que el almacenamiento y conservación es importante para el buen funcionamiento de los electrodos, pero aun así, debemos disponer de los medios necesarios para garantizar que la presencia de hidrógeno se sitúa entre los valores establecidos.

La porosidad del revestimiento, la higroscopicidad de algunos de sus elementos y la omnipresente humedad relativa del aire, hacen del fenómeno de absorción de agua del



revestimiento algo ineludible, por lo que la operación de resecado es una operación fundamental en las soldaduras más exigentes.

El resecado es un método mediante el cual los electrodos que han absorbido más humedad de la que marcan los límites, se liberen de ella por sometimiento a temperaturas elevadas.

En ocasiones se debe garantizar que el hidrógeno no excede de un límite. En estos casos también se practica el resecado, independientemente de la humedad que haya ganado el electrodo.

Debemos entender que la operación de resecado no es una operación sencilla. La mala práctica de la operación puede echar a perder todos los electrodos que tengamos en el horno.

Se debe llevar a cabo en hornos con circulación de aire. El horno debe estar precalentado antes de meter los electrodos a una temperatura no superior a 100ºC y las operaciones de enfriamiento y calentamiento no deben superar la velocidad de 200ºC/hora.

Hemos de tener en cuenta que el choque térmico (cambio muy brusco en la temperatura) ocasiona dilataciones y contracciones muy bruscas, pudiendo causar fisuración y/o fragilización del revestimiento.

También debemos considerar el número de veces que se reacondiciona un electrodo. Debe ser el mínimo posible, pues el revestimiento puede sufrir fatiga térmica (roturas producidas por el constante cambio de temperatura) desprendiéndose del electrodo.

Es evidente que cada operación de resecado depende del tipo de electrodo y de la aplicación de la soldadura. Por este motivo se entregan a continuación unas tablas donde se resumen los datos más relevantes de los casos más comunes.

Debemos recordar que esta información nos la debe suministrar el fabricante o distribuidor de electrodos (seguiremos sus instrucciones fielmente), ver tablas siguientes.

Tipo de electrodo Aplicación (uso del electrodo)

Resecado

Electrodo celulósico.

Todas.

No requiere resecado si han estado bien almacenados. Por lo general no pueden resecarse sin perjudicar a sus características

operativas.

Electrodo de rutilo.

Todas.

No requieren resecado si han estado bien almacenados. En caso contrario resecar de 30 a

120 minutos a 100-150ºC. Asociar la menor temperatura

con el mayor tiempo.

Durante el resecado ensayar en



soldadura para comprobar características operativas y

evitar sobresecado (mantenimiento prolongado a temperatura o temperatura de

mantenimiento excesiva).

Electrodos básicos.

Donde se requiere bajo contenido de hidrógeno en el

metal depositado, sin solicitaciones mecánicas críticas.

Cuando el electrodo permaneció más de 2 horas sin protección

especial, resecar 60 a 120 minutos entre 250-400ºC.

No exceder los 400ºC, y si se seca a 250ºC hacerlo durante

120 minutos.

Electrodos básicos.

Aplicaciones críticas (aceros de alto contenido de carbono,

aceros de baja aleación, aceros de más de 60 kg/mm2 de

resistencia).

Siempre antes de usar se resecan 60 a 120 minutos a

250-400ºC.

No exceder los 400ºC y si se seca a 300ºC hacerlo durante 120 min. Luego conservar en

estufa hasta el momento de uso.

Figura 3.8. Recomendaciones para el resecado de ele ctrodos y cortesía indura 8

Uso del electrodo bajo en hidrógeno Recomendaciones

Para soldadura de bajo contenido de hidrógeno, con control razonable de nivel de hidrógeno y precauciones rutinarias de calor aportado y

precalentamiento.

1. Electrodos en envases no herméticos o dañados y electrodos que han sido expuestos a atmósfera normal por más de 2h deben ser resecados antes

de usarlos.

2. Electrodos en envases no herméticos pueden usarse sin resecar para la soldadura de aceros en

menos de 50Kg/mm2 de resistencia en situaciones de bajo embridamiento o cuando la

experiencia muestra que no ocurren fisuras.

3. Los electrodos deben mantenerse en termos de 30ºC a 140ºC sobre la temperatura ambiente.

Para soldadura crítica de bajo contenido de hidrógeno, con extremo control de nivel de

hidrógeno, en estructuras importantes y materiales de alto carbono o baja aleación con resistencia

mínima mayor de 50 hk/mm2.

Dónde:

h: horas.

K: grados Kelvin.

1. Siempre deben resecarse los electrodos antes

de usar.

2. Los electrodos deben mantenerse en termos de 30ºC a 140ºC sobre la temperatura ambiente.

3. Los electrodos resecados expuestos por más de 1h a atmósfera normal deben volver a resecarse.

8http://www.indura.cl/Descargar/Recomendaciones%20de%20Almacenamiento%20para%20Productos%20de

%20Soldadura?path=%2Fcontent%2Fstorage%2Fcl%2Fbiblioteca%2F2ec8625aa1434be08be9d55d8a71c6be.pd

f



Para soldadura general, donde se usan los electrodos por sus buenas propiedades mecánicas o calidad radiográfica, pero no se requiere un nivel

bajo de hidrógeno en el metal depositado.

1. Los electrodos pueden utilizarse directamente a partir de cualquier tipo de envase, siempre que hayan permanecido almacenados en buenas

condiciones.

Figura 3.9. Recomendaciones para electrodos de bajo hidrógeno y cortesía indura.

3.6. Fabricación de los electrodos

Para la producción final del electrodo, es necesario disponer separadamente del material con el que se forma el alma (1) y el material con el que se forma el revestimiento (2). Ambos productos convergen en una fase final en la cual el revestimiento se adhiere al alma (3), creando el electrodo propiamente dicho.

1. Fabricación del alma:

En la fase de producción de la varilla del alma, se parte del suministro de alambrón procedente de la industria siderúrgica, donde el acero se lamina y trefila en caliente hasta conseguir bobinas de alambrón de 6 a 8 mm de diámetro.

A la recepción del material, se realizan los controles de calidad necesarios. Mediante un análisis químico se determina la composición del acero, ya que éste es un factor determinante para el uso del electrodo, tratándose normalmente de aceros suaves (bajo contenido en carbono).

El objetivo siguiente es conseguir que el alambrón (material del que se parte) tenga el diámetro del electrodo. Con este fin, se hace pasar por sucesivas hileras de manera continua, estas hileras van aminorando el diámetro del alambrón hasta conseguir el diámetro deseado para el electrodo.

Los electrodos de diámetro comprendido entre el valor máximo y los valores medios, son fabricados a partir de alambrón de 8 mm. Para los electrodos de diámetros entre medio y mínimo, se usa alambrón de 6 mm de diámetro para optimizar el proceso.

Cabe destacar que antes de la trefilar, el alambrón se retuerce bruscamente para desprender el óxido, carburaciones y escorias existentes de la superficie, ya que el alambrón se produce en caliente. Esta fase es conocida como decapado mecánico.

Para finalizar, la producción de la varilla se comprueba automáticamente su continuidad y se verifica el calibre. Se endereza y corta para pasar a la fase final de extrusionado.

2. Fabricación del revestimiento:

En otra parte de la fábrica, se realiza el molido, pulverizado y control de la granulometría de cada uno de los constituyentes que forman el revestimiento.



Los constituyentes se dosifican en una mezcladora y amasadora con precisión. En el amasado se le añade agua, de esta forma, los aglomerantes (silicato potásico o sódico) forman la pasta con que se cubrirá la varilla dando origen al revestimiento.

3. Montaje final:

Una prensa extrusora es alimentada con la pasta preparada y las varillas calibradas. A través de una boquilla se hace pasar la masa y la varilla concéntrica a ella. La varilla sale recubierta de pasta del revestimiento, fuertemente compactada contra ella por efecto de la presión de la extrusora, dando origen al electrodo.

Una vez formado el electrodo, entra en una fase de secado del revestimiento. Los electrodos pasan a través de un horno de funcionamiento continuo, donde se hace incrementar gradualmente la temperatura, de esta forma se evitan desprendimientos y agrietamientos del revestimiento por efecto de las dilataciones bruscas.

Es importante conocer que las exigencias de secado no son las mismas para todos los tipos de electrodo.

La temperatura final que se alcanza en el secado de un electrodo de rutilo normal, suele rondar los 100ºC, mientras que el secado de electrodos básicos, alcanza temperaturas del orden de 400 ó 500ºC.

Finalmente se comprueba automáticamente la uniformidad del espesor del revestimiento y la concentricidad del mismo. Se cepilla un extremo para dejar libre la varilla, para poder colocarlo en la pinza porta electrodos. La punta también se cepilla para producirle forma cónica para facilitar el cebado del arco.

En una fase posterior, a cada electrodo se le imprime un código que lo identificará.

Para su distribución y venta, los electrodos son empaquetados y etiquetados.

Los electrodos más higroscópicos como el básico, sufren una última fase de secado, para garantizar un bajo contenido de humedad, antes del empaquetado hermético y al vacío.

3.7. Clasificación de los electrodos9

En este punto vamos a estudiar la norma internacional que proporciona un sistema de clasificación de los electrodos revestidos, según el límite elástico, la resistencia a tracción y el alargamiento del metal de soldadura. Se trata de la norma ISO 2560.

Vamos a estudiar la parte de esta norma que afecta sólo a los aceros no aleados y de grano fino, con límite elástico mínimo de hasta 500 MPa y una resistencia a la tracción mínima de hasta 570 MPa.

9http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=en&to=es&a=http%3A%2F%2Fwww.ceweld.com%2Fen%

2Fcontent%2Faws-en-iso-din-and-bs-standards-classifications



Existen dos procedimientos diferentes para la clasificación de los electrodos destinados a la soldadura de aceros ordinarios. Se puede usar cualquiera de los dos o los dos simultáneamente. Si un electrodo está marcado según cualquiera de las opciones de clasificación, significa que el electrodo está fabricado acorde a dicha norma y cumple los requisitos establecidos por ella.

En este punto trataremos sólo el significado de cada símbolo del código, para poder interpretarlo correctamente y así conocer las características de cada tipo de electrodo.

Los dos sistemas de clasificación son:

• Sistema de clasificación A.1 ISO 2560-A (tipo A): es una clasificación por el límite elástico y energía al impacto de 47J, del material depositado con el electrodo.

• Sistema de clasificación A.1 ISO 2560-B (tipo B): es una clasificación basada en la resistencia a la tracción y energía al impacto de 27 J, del material depositado con el electrodo.

Sistema de clasificación A.1 ISO 2560-A 3.7.1.(clasificación tipo a)10

La clasificación consiste en un código alfanumérico que se divide en ocho partes:

1º. La primera parte del código es un símbolo que indica el producto/ proceso a identificar.

El símbolo para el electrodo revestido debe ser la letra E colocada al principio de la designación.

2º. La segunda parte del código es un símbolo compuesto por una cifra de dos números, que indica la resistencia a tracción y el alargamiento del metal de soldadura aportado con el electrodo.

Puede adoptar los valores recogidos en la figura 3.10, donde también podemos consultar los valores de la resistencia y alargamiento correspondiente a cada símbolo.

Símbolo

Límite elástico mínimo en MPa (a)

Resistencia a la tracción MPa

Alargamiento mínimo % (b)

10

http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=en&to=es&a=http%3A%2F%2Fwww.ceweld.com%2Fen%

2Fcontent%2Fen-iso-2560



35 355 440 a 570 22

38 380 470 a 600 20

42 420 500 a 640 20

46 460 530 a 680 20

50 500 560 a 720 18

Figura 3.10. Símbolo para la resistencia y alargamie nto del metal de soldadura 47J.

3º. La tercera parte del código es un carácter alfanumérico (puede ser una letra o un número), indica la temperatura mínima a la que se garantiza una resistencia al impacto mínima de 47 J.

Los símbolos que pueden adoptar esta parte del código y su significado quedan recogidos en la tabla siguiente:

Símbolo Temperatura para energía al impacto (de 47 J) media mínima en ºC.

Z Sin requisito

A +20

0 0

2 -20

3 -30

4 -40

5 -50

6 -60

Figura 3.11. Símbolo para las propiedades al impacto del metal de soldadura

4º. La cuarta parte del código es un símbolo que indica la composición química del metal de soldadura. Podemos ver los símbolos y su interpretación en la tabla siguiente:

Símbolo de aleación

Mn (% en peso) Mo (% en peso) Ni (% en peso)

Sin símbolo 2,7.0 - - Mo 1,7,4 0,3 a 0,6 -

MnMo 1,4 a 2,0 0,3 a 0,6 - 1Ni 1,4 - 0,6 a 1,2

Mn1N 1,4 a 2,0 - 0,6 a 1,2 2Ni 1,4 - 1,8 a 2,6

Mn2Ni 1,4 a 2,0 - 1,2 a 2,6 3Ni 1,4 - 2,6 a 3,8

1NiMo 21,4 0,3 a 0,6 0,6 a 1,2

ZC Cualquier

composición válida Cualquier composición

válida Cualquier composición

válida Figura 3.12. Símbolo para la composición química del metal de soldadura.



• Si no está especificado: Mo<0,2, Ni<0,3, Cr<0,2, V<0.05, Nb<0.05, Cu<0,3.

• Valores únicos mostrados en la tabla significan valores máximos.

• Consumibles para los que la composición química no está listada en la tabla se pueden simbolizar de modo similar y prefijarse con la letra Z. Los rangos de la composición química no están especificados y, por tanto dos electrodos con la misma clasificación Z pueden no ser intercambiables.

5º. La quinta parte del código consiste en un símbolo que indica el tipo del revestimiento del electrodo. Los símbolos que indican el tipo de revestimiento deben estar de acuerdo con la tabla siguiente:

Símbolo Tipo de revestimiento

A Revestimiento ácido

C Revestimiento celulósico

R Revestimiento rutilo

RR Revestimiento rutilo grueso

RC Revestimiento rutilo-celulósico

RA Revestimiento rutilo-ácido

RB Revestimiento rutilo-básico

B Revestimiento básico

Figura 3.13. Símbolos para el tipo de revestimiento.

6º. La sexta parte del código es un número que indica el rendimiento nominal del electrodo y el tipo de corriente con que debe ser utilizado. Los valores que puede adoptar el símbolo y su significado está recogido en la tabla siguiente:

Símbolo

Rendimiento nominal del electrodo, (ro)%

Tipo de corriente

1

2

ro <= 105

ro<= 105

c.a y c.c

c.c

3

4

105<ro<=125

105<ro<=125

c.a y c.c

c.c

5

6

125<ro<=160

125<ro<=160

c.a y c.c

c.c

7

8

ro>160

ro>160

c.a y c.c

c.c

Figura 3.14. Rendimiento nominal del electrodo y ti po de corriente.



7º. La séptima parte da un símbolo que indica la posición de soldeo. Los valores que puede adoptar el símbolo y su significado está recogido en la tabla siguiente:

Símbolo

Posiciones de soldeo de acuerdo con la Norma ISO 6947

1 PA, PB, PC,PD, PE, PF, PG

2 PA, PB, PC, PD, PE, PF

3 PA, PB

4 PA

Figura 3.15. Símbolo para la posición de soldeo.

Dónde:

PA Plana

PB Ángulo horizontal vertical

PC Horizontal

PD Bajo techo en ángulo

PE Bajo techo

PF Vertical ascendente

PG Vertical descendente

La indicación “todas posiciones” puede incluir o no el soldeo en vertical descendente. Esto se debe especificar en la literatura del fabricante.

8º. La octava parte del código es un símbolo alfanumérico formado por dos o tres caracteres, que indica el contenido máximo de hidrógeno en el metal depositado. Los valores que puede adoptar el símbolo y su significado está recogido en la figura 3.16

Símbolo

Contenido de hidrógeno difusible máx.

Ml/100 g de metal de soldadura depositado

H5 5

H10 10

H15 15

Figura 3.16. Símbolo para el contenido de hidrógeno del metal depositado.

Los fabricantes deben proporcionar la información sobre el tipo de corriente recomendado y condiciones de resecado para la obtención de los niveles de hidrógeno.

Con el objetivo de facilitar la identificación de los electrodos a los fabricantes y de promover el uso de esta norma, la clasificación consta de dos partes, una obligatoria y otra opcional:

• Sección obligatoria: Esta sección incluye los símbolos para el tipo de producto, la resistencia y el alargamiento, las propiedades al impacto, la composición química y el tipo de revestimiento, es decir, los símbolos definidos en los puntos 1, 2, 3, 4 y 5.

• Sección opcional: Esta sección incluye los símbolos para el rendimiento nominal del electrodo, el tipo de corriente, las posiciones de soldeo para las que el electrodo es



adecuado y el símbolo para el contenido de hidrógeno difusible, es decir, los símbolos definidos en los puntos 6, 7 y 8.

Sistema de clasificación A.1 ISO 2560-B 3.7.2.(clasificación tipo B)11

La clasificación se divide en siete partes:

1º. La primera parte del código es un símbolo que indica el producto/proceso a identificar.

El símbolo para el electrodo revestido debe ser la letra E colocada al principio de la designación.

2º. La segunda parte del código es un símbolo compuesto por una cifra de dos números, que indica la resistencia a la tracción del metal de soldadura en estado bruto de soldadura.

Puede adoptar los valores recogidos en la figura 3.17, donde también podemos interpretar los valores de resistencia asociados a cada símbolo.

Símbolo Resistencia a la tracción mínima MPa

43 430

49 490

55 550

57 570

Figura 3.17. Símbolo para la resistencia del metal d e soldadura .

3º. La tercera parte del código es un símbolo compuesto por dos cifras que indica el tipo de revestimiento del electrodo, el tipo de corriente y la posición de soldeo.

La clasificación del revestimiento se hace según el contenido de las escorias, tal y como hemos estudiado anteriormente.

La posición de soldadura y el tipo de corriente también dependen del tipo de revestimiento.

Los símbolos que pueden formar parte del código así como su interpretación, podemos consultarlos en la tabla siguiente.

Símbolo Tipo de revestimiento Posiciones de soldeo Tipo de corriente

03 Rutilo básico Todas c.a y c.c (+/-)

10 Celulósico Todas c.c (+)

11

http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=en&to=es&a=http%3A%2F%2Fwww.ceweld.com%2Fen%

2Fcontent%2Fen-iso-2560-b



11 Celulósico Todas c.a y c.c (+)

12 Rutilo Todas c.a y c.c (-)

13 Rutilo Todas c.a y c.c (+/-)

14 Rutilo + Hierro en polvo Todas c.a y c.c (+/-)

15 Básico Todas c.c (+)

16 Básico Todas c.a y c.c (+)

18

Básico + Hierro en polvo

Todas

c.a y c.c (+)

19 Ilmenita Todas c.a y c.c (+/-)

20 Óxido de Hierro PA, PB c.a y c.c (-)

24 Rutilo + Hierro en polvo PA, PB c.a y c.c (+/-)

27

Óxido de Hierro + Hierro en polvo

PA, PB

c.a y c.c (+/-)

28

Básico + Hierro en polvo

PA, PB, PC

c.a y c.c (+)

40

No especificado

Recomendación de fabricante

Recomendación de fabricante

45 Básico Todas c.c (+)

48 Básico Todas c.a y c.c (+)

Figura 3.18. Símbolo para el tipo de revestimiento.

Dónde:

PA Plana

PB Ángulo horizontal vertical

PC Horizontal

PD Bajo techo en ángulo

PE Bajo techo

PF Vertical ascendente

PG Vertical descendente

La indicación “todas posiciones” puede incluir o no el soldeo en vertical descendente. Esto se debe especificar en la literatura del fabricante.

4º. La cuarta parte del código es un símbolo que indica la composición química del metal de soldadura, identifica los principales elementos de aleación, y algunas veces el nivel nominal de aleación del elemento más significante en la aleación del metal de soldadura.

Los posibles símbolos que forman la cuarta parte del código y su interpretación, podemos consultarla en la tabla siguiente.



Símbolo de aleación

Composición química. Elemento(s) de aleación

principal(es)

Nivel Nominal % (en peso)

Sin símbolo, -1, -P1 o –P2 Mn 1,0

-1M3 Mo 0,5

-3M2

Mn

Mo

1,5

0,4

-3M3

Mn

Mo

1,5

0,5

-N1 Ni 0,5

-N2 Ni 1,0

-N3 Ni 1,5

-3N3

Mn

Ni

1,5

1,5

-N5 Ni 2,5

-N7 Ni 3,5

-N13 Ni 6,5

-N2M3

Ni

Mo

1,0

0,5

-NC

Ni

Cu

0,5

0,4

-CC

Cr

Cu

0,5

0,4

-NCC

Ni

Cr

Cu

0,2

0,6

0,5

-NCC1

Ni

Cr

Cu

0,6

0,6

0,5

-NCC2

Ni

Cr

Cu

0,3

0,2

0,5

-G Cualquier otra composición acordada Cualquier otra composición acordada

Figura 3.19. Símbolo para la composición química del metal de soldadura

5º. La quinta parte del código es un símbolo que indica la condición de tratamiento térmico después del soldeo bajo la que se han realizado los ensayos del metal de soldadura.

Puede adoptar dos valores, siendo éstos la letra A o la letra P. También pueden incluirse los dos símbolos simultáneamente (AP), si cumple con ambos requisitos:

• Si el electrodo se ha clasificado en estado bruto de soldadura, se debe añadir el símbolo (A) a la clasificación.

• Si el electrodo se ha clasificado en estado tratado térmicamente después del soldeo, se debe añadir el símbolo P a la clasificación.



Las condiciones térmicas del tratamiento post-soldadura pueden resumirse de la siguiente manera:

• Cuando se clasifica en estado tratado térmicamente después del soldeo, la temperatura del tratamiento térmico posterior al soldeo debe ser 620ºC +-15ºC, excepto para las composiciones químicas N5 y N7, donde la temperatura debe ser 605ºC +-15ºC, y la composición química N13, donde la temperatura debe ser 600ºC +-15ºC

• El tiempo del tratamiento térmico posterior al soldeo debe ser 1 h+- 15 minutos. Si el electrodo se ha clasificado en ambos estados, se debe añadir el símbolo AP a la clasificación.

• El horno debe estar a una temperatura no superior a 300 ºC cuando el conjunto de ensayo se coloque en él. La velocidad de calentamiento, desde aquel punto a la temperatura de mantenimiento indicada, debe ser de 85ºC/h a 275ºC/h.

• Cuando el tiempo de mantenimiento se ha completado, se debe permitir que el conjunto se enfríe en el horno a una temperatura inferior a 300ºC a una velocidad que no supere los 200ºC/h. El conjunto puede sacarse del horno a cualquier temperatura por debajo de los 300ºC y dejar enfriar al aire en calma a la temperatura ambiente.

6º. La sexta parte del código es un símbolo que indica que el electrodo ha satisfecho un requisito para la energía al impacto de 47 J a la temperatura normalmente usada para el requisito de 27 J.

Si cumple dicho requisito el código incluye la letra U.

7º. La octava parte del código es un símbolo alfanumérico formado por dos o tres caracteres, que indica el contenido máximo de hidrógeno en el metal depositado. Los valores que puede adoptar el símbolo y su significado está recogido en la figura 3.20

Los fabricantes deben proporcionar la información sobre el tipo de corriente recomendado y condiciones de resecado para la obtención de los niveles de hidrógeno.

Figura 3.20. Símbolo para el contenido de hidrógeno del metal depositado.



Ejemplo de clasificación de electrodos 3.7.3.revestidos según sistema de clasificación A.1 ISO 2560-A (clasificación tipo A) Riesgo, G.(2014). Manual

del soldador (p 454) CESOL

En este punto vamos a practicar cómo interpretar un código editado según la clasificación tipo A con un caso real de marcado de un tipo determinado de electrodo. Está identificado con el siguiente código:

ISO 2560-A-E 42 3 1Ni B 5 3 H15

Podemos diferenciar las siguientes partes del código, cuya interpretación nos informará de las características del electrodo

ISO 2560-A-: número de identificación de la norma internacional. Clasificación de electrodos para la soldadura con electrodos revestidos, por el límite elástico y energía al impacto de 47 J.

• 1ª parte del código:

o E: electrodo revestido/soldeo manual por arco.


o 42: resistencia y alargamiento, según figura 3.7.

o Interpretación: límite elástico mínimo 420MPa, Resistencia a la tracción entre 500 y 640MPa, alargamiento mínimo 20%.


o 3: propiedades al impacto, según figura 3.8.

o Interpretación: temperatura para energía al impacto mínima de -30ºC.

• 4º parte del código:

o 1Ni: composición química del metal de soldadura, según figura 3.12.

o Interpretación : composición química del metal de soldadura de 1.4

o Manganeso (Mn) y de 0.6 a 1.2 de Níquel (Ni) (%en peso).


o B: tipo de revestimiento del electrodo, según figura 3.13.

o Interpretación : revestimiento básico.




o 5: rendimiento nominal del electrodo y tipo de corriente, según figura 3.14.

o Interpretación: el rendimiento nominal del electrodo (ro) estará comprendido entre 125 y 160. Se puede usar el electrodo tanto en corriente alterna como en continua.


o 3: posición de soldeo, según figura 3.9.

o Interpretación: este electrodo permite la soldadura en posición plana (PA) y soldadura en ángulo en posición plana y vertical (PB).


o H5: contenido de hidrógeno difusible, según figura 3.16.

o Interpretación: el contenido máximo de hidrógeno difundido en el metal de soldadura depositado será de 15 Ml/100g.

Es importante conocer que el fabricante, al haber aceptado este tipo de designación normalizada para la clasificación de sus electrodos, tenía la obligación de incluir al menos la parte del código compuesta por: ISO 2560-A-E 46 3 Ni B. El resto del código es de carácter voluntario.

Ejemplo de clasificación de electrodos 3.7.4.revestidos según sistema de clasificación A.1 ISO 2560-B (clasificación tipo B) Riesgo, G.(2014). Manual

del soldador (p455) CESOL

Del mismo modo que en el punto anterior, vamos a practicar como interpretar un código, en este caso, editado según la clasificación tipo B.

El código con el que se identifica al electrodo es el siguiente:

ISO 2560-B- E5516-N2 A U H10 Podemos diferenciar las siguientes partes del código, cuya interpretación nos informará de las características del electrodo.

ISO 2560-B-: número de identificación de la norma internacional. Clasificación de electrodos para la soldadura con electrodos revestidos, por el límite elástico y energía al impacto de 47 J.




o E: electrodo revestido/soldeo manual por arco.


o 55: símbolo para la resistencia a la tracción, según figura 3.17.

o Interpretación: resistencia a la tracción mínima de 550MPa.


o 16: símbolo para el tipo de revestimiento, posición de soldeo y corriente de uso, según figura 3.18.

o Interpretación: electrodo con revestimiento básico, permite la soldadura en todas posiciones y puede usarse un corriente alterna y continua en polaridad directa.


o N2: composición química del metal de soldadura, según figura 3.19.

o Interpretación : metal de soldadura con níquel (Ni) como elemento principal de aleación con un mínimo de 1% en peso.


o A: condición de tratamiento térmico después del soldeo.

o Interpretación: el electrodo ha sido clasificado en estado bruto de soldadura, sin tratamientos térmicos posteriores a la operación de soldadura.


o U: requisito suplementario al impacto.

o Interpretación: informa que el depósito ha satisfecho la energía al impacto de 47J a temperatura normalmente usada para el requisito de 27J.


o H10: símbolo para el contenido de hidrógeno del metal depositado, según figura 3.20.

o Interpretación : el contenido máximo de hidrógeno difundido en el metal de soldadura depositado será de 10 Ml/100g.

Es importante conocer que el fabricante, al haber aceptado este tipo de designación normalizada para la clasificación de sus electrodos, tenía la obligación de incluir al menos la



parte del código compuesta por: ISO 2560-B- E5518-N2 A. El resto del código es de carácter voluntario.



� RESUMEN

El electrodo revestido actúa como soporte para generar el arco eléctrico, aporta metal a la soldadura y protege al metal base y al aportado. Está compuesto por:

• El alma, cuya función principal es aportar metal a la soldadura. Aunque también da soporte para montar el revestimiento y establece contacto eléctrico entre la pinza portaelectrodos y el arco eléctrico.

• El revestimiento, que realiza el resto de funciones indispensables para producir soldaduras de calidad. Las funciones son tres: funciones metalúrgicas, función física y función eléctrica.

Otras partes del electrodo revestido son la cola, la punta, la parte útil y la colilla. Antes de utilizar un electrodo, debemos comprobar que se encuentra en perfecto estado, ya que de no ser así se producirán defectos en la soldadura.

Por otra parte, se deben utilizar electrodos que estén debidamente identificados, es decir, que lleven el marcado del fabricante cumpliendo con la normativa correspondiente.

• El arco eléctrico se genera entre la punta del electrodo revestido y la pieza a soldar liberando gran cantidad de calor y de radiación electromagnética. Tiene forma cónica y se diferencian dos partes:

• El chorro o columna de plasma, situado en el interior del arco, es la zona donde se libera la mayor parte de la energía, donde se emite prácticamente toda la radiación electromagnética y donde se realiza el transporte de metal fundido.

• La llama, situada en el exterior del arco, envuelve a la columna de plasma y está formada por moléculas en estado gaseoso generadas por la combustión del revestimiento. La presión de estos gases protege la columna frente a la entrada de gases atmosféricos.

El arco eléctrico puede alcanzar temperaturas muy elevadas. La mayor parte de la energía calorífica se genera por el choque entre las partículas que se desplazan a través del arco.

• En el mercado existen gran variedad de electrodos para la soldadura de cada tipo de material. Los fabricantes producen y desarrollan nuevos productos con el fin de lograr los mejores resultados en la calidad de la soldadura y en el precio. La variedad de los electrodos es posible a las distintas composiciones en los constituyentes del revestimiento, logrando que cada tipo de electrodo tenga unas determinadas características.

Cada fabricante tiene diferentes tipos de constituyentes para cada revestimiento, aunque todos los electrodos fabricados deben estar contenidos en uno de los grupos incluidos en la



clasificación los electrodos (todos los electrodos pertenecientes a un mismo grupo tienen características similares).Dicha clasificación se realiza atendiendo la naturaleza química de las escorias producidas por el revestimiento. Los tipos de revestimiento son:

o Revestimiento ácido.

o Revestimiento de rutilo.

o Revestimiento básico.

o Revestimiento celulósico.

o Combinaciones de estos revestimientos.

• Debemos prestar especial atención a no deteriorar ni contaminar el revestimiento durante su manipulación y almacenamiento. También debemos garantizar el perfecto estado del embalaje, especialmente cuando los electrodos estén envasados al vacío.

Para el correcto almacenamiento y mantenimiento debemos contar con un local aislado y climatizado. También debemos contar con hornos de resecado de electrodos y con estufas portátiles para su correcto consumo.

• Los electrodos se fabrican enderezando y calibrando el diámetro de la varilla que forma el alma a partir de alambrón suministrado por empresas siderúrgicas. Posteriormente por extrusión se añade el revestimiento al alma, a continuación se seca el revestimiento y se mecanizan los extremos para darle la forma final. Finalmente se embalan y marcan para su consumo.

• Según la norma internacional de clasificación de electrodos, existen dos métodos para identificarlos basándose en la resistencia al impacto y a tracción, aunque el código también recoge más información relativa al electrodo como: tipo de revestimiento, posiciones de soldadura, tipo e intensidad de corriente, etc.

Los métodos de codificación son:

o ISO 2560-A.

o ISO 2560-B.

Tema 3 el electrodo revestido ya · extremos del electrodo. Observaremos que un extremo del...

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