Electrodos
El electrodo es el elemento fundamental en el proceso SMAW y tiene cuatro funciones básicas:
* Establecer el arco eléctrico entre el metal base y dicho electrodo. * Dirigir y controlar el arco eléctrico. * Proteger el cordón de soldadura. * Proporcionar el material de aporte.
Se pueden distinguir dos partes en el electrodo revestido, tal y como se puede ver en la figura: * Varilla, alma o núcleo del electrodo. * Revestimiento.
Figura: partes del electrodo revestido
Núcleo del electrodo:
Consiste en una varilla metálica que conduce la corriente eléctrica y establece el arco eléctrico. El calor producido por este arco hace que se funda progresivamente la punta de la varilla en forma de pequeñas gotas que se depositan en el cordón de soldadura, proporcionando así el material de aporte. El diámetro del electrodo se mide en el núcleo y determina la corriente de soldadura que debe utilizarse.
En cuanto a la longitud de los mismos, la más usual es la de 356 mm aunque también existen electrodos de 457 mm y de 299 mm. El metal del que está constituido este núcleo depende del
metal base que se quiere soldar. Si se suelda acero, generalmente los electrodos serán de acero; y si se suelda aluminio, el núcleo será de aluminio.
Revestimiento del electrodo:
Es la parte fundamental del electrodo, se aplica por extrusión en caliente y cumple las siguientes funciones:
- Eléctricas:
* Facilitar el cebado del arco. * Estabilizar el arco.
- Físicas:
Generar una pantalla de gases de protección que evite la contaminación del cordón por el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno presentes en la atmósfera que lo rodea.
- Metalúrgicas:
* Proporcionar elementos que desoxidan, desnitruran, defosforan y desulfuran el metal fundido. * Reduce el número de poros e inclusiones en la soldadura, al eliminar gran parte de las impurezas. * Formar una escoria que evita el enfriamiento brusco del cordón.
La composición de estos revestimientos es muy compleja, ya que se trata generalmente de una mezcla de sustancias orgánicas y minerales, entre las que suelen intervenir:
* Óxidos naturales: óxidos de hierro, sílice, ilmenita… * Silicatos naturales: caolín, talco, mica… * Fundentes: espato flúor… * Productos orgánicos: celulosa, serrín… * Productos químicos: carbonatos… * Ferroaleaciones: de Mn, Ti, Si…
* Aglomerantes: silicato sódico, silicato potásico…
La clasificación de los distintos tipos de electrodos se hace en función del revestimiento, y, dentro de ellos, se pueden distinguir: en función del espesor del revestimiento y en función de su composición química.
1. Según el espesor del revestimiento hay:
* Electrodos delgados: son aquellos en los que el espesor del revestimiento es menor al 10% del diámetro del alma. La protección del metal fundido es baja.
* Electrodos medios: son aquellos en los que el espesor del revestimiento está comprendido entre el 10 y el 40% del diámetro del alma. Obtienen una mayor estabilidad del arco, y, además, forman una escoria que recubre el metal solidificado, reduciendo la oxidación y la velocidad de enfriamiento. Permiten el soldeo con corriente alterna.
* Electrodos gruesos: son aquellos en los que el espesor del revestimiento es superior al 40% del diámetro del alma. Son los que permiten obtener las mejores cualidades del metal soldado.
2. Según la composición del revestimiento hay:
* Electrodos ácidos (A): son electrodos de revestimiento medio-grueso compuestos por óxidos de hierro y/o manganeso y desoxidantes. Producen una gran cantidad de escoria de naturaleza ácida.
* Electrodos básicos (B): estos electrodos son de revestimiento grueso compuesto principalmente por carbonato y fluoruro de calcio que le dan una naturaleza metalúrgica básica. Producen poca escoria.
* Electrodos celulósicos (C): su principal componente es la celulosa, que en contacto con el calor generado por el arco se descompone generando un gas que protege la soldadura. Estos electrodos consiguen una alta velocidad de fusión y gran penetración. Generan poca cantidad de escoria que, además, se retira con facilidad.
* Electrodos de rutilo (R): el componente principal de este electrodo es el rutilo (óxido de titanio) aunque algunos también llevan celulosa. Se clasifican en:
- Electrodos volátiles: con un 25% de celulosa en su composición, al quemarse producen gases que protegen el cordón de soldadura. Producen poca escoria.
- Electrodos no volátiles: no contienen celulosa en su composición. No producen gases y aunque el cordón presenta mejor aspecto, se consigue menor penetración e inferiores propiedades mecánicas que con los volátiles.
* Electrodos de bajo hidrógeno: se emplean en la soldadura de aceros con alto contenido en carbono y azufre para evitar la absorción de hidrógeno atmosférico y con ello evitar los defectos. También podemos clasificarlos en función de la forma de aportación:
* Electrodos de gota fría: dan lugar a un arco eléctrico suave, con poder de penetración medio. Se suelen utilizar con corriente continua y polaridad directa, aunque también se pueden utilizar con corriente alterna.
* Electrodos de gota caliente: dan lugar a un arco duro, con gran poder de penetración. Se suelen utilizar con corriente continua y polaridad inversa o con corriente alterna.
* Electrodos de gran revestimiento: son electrodos con revestimiento de rutilo y un alto porcentaje de polvo de hierro, lo que da lugar a: - Un aumento en la cantidad de metal depositada. - Una mayor intensidad de corriente.
