Nomenclatura soldadura a tope

Defectología

Garganta o cuello

La garganta teórica es “la distancia desde el comienzo de la raíz de la junta perpendicular a la hipotenusa (lado del triángulo opuesto al ángulo recto) del triángulo rectángulo más grande que puede ser inscripto en el corte de la sección de una soldadura de filete. Esta dimensión se basa en la suposición de la abertura de raíz es igual a cero”. La garganta efectiva toma en cuenta cualquier penetración de junta adicional que pueda estar presente. Así, la garganta efectiva puede ser definida como, “la mínima distancia menos cualquier convexidad entre la raíz de soldadura y la superficie de una soldadura de filete”. La dimensión final de la garganta, la garganta real, toma en cuenta la penetración de junta así como cualquier convexidad adicional presente en la superficie de soldadura. La garganta real es, “la distancia más corta entre la raíz de soldadura y la superficie de una soldadura de filete”. Para una soldadura de filete cóncava, la garganta efectiva y la garganta real son iguales, dado que no hay convexidad presente. 

Garganta para soldadura de filete convexo y cóncavo

Clasificación de los electrodos

Para la soldadura de los aceros, los electrodos se clasifican atendiendo al tipo de revestimiento que incorporan. Así se tiene la siguiente clasificación típica:- Electrodos Celulósicos;

- Electrodos Ácidos;

- Electrodos de Rutilo;

- Electrodos Básicos;

- Otros (electrodos de gran penetración; de gran rendimiento; de autocontacto).

- Propiedades y Aplicaciones

A continuación se va ciertas características de los electrodos en lo que se refiere a tipo de escoria generada, metal depositado, tipo de arco eléctrico, características mecánicas del cordón resultante, y sobre aplicaciones y precauciones a tener en cuenta para cada tipo.

- Electrodos Celulósicos

• Tipo de escoria: este tipo de electrodos genera una escoria poco voluminosa y de fácil eliminación;

• Metal depositado: el cordón depositado va a contener gran cantidad de hidrógeno ocluido;

• Arco eléctrico: posee una gran penetración y abundantes pérdidas por salpicaduras;

• Características mecánicas:

Carga de rotura: 48 kg/mm² ; Alargamiento en rotura: 28%

Límite elástico: 40 kg/mm² ; Resiliencia a 0º C: 75 Julios

• Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos se utilizan principalmente para soldadura de tuberías, siendo su uso generalizado en soldaduras de oleoductos. Es adecuado su uso para ejecutar soldaduras en posición y producen una gran cantidad de humos.

- Electrodos Ácidos

• Tipo de escoria: genera una escoria poco viscosa (por el Mn) y de fácil eliminación. A su vez es de color negro y de estructura esponjosa;

• Metal depositado: el cordón va a resultar con un alto contenido en impurezas. No obstante, la presencia de hidrógeno va a ser menor que en el caso de los celulósicos. Existe peligro de figuración en caliente del cordón si el contenido de C es elevado;

• Arco eléctrico: para este tipo de electrodo normalmente se empleará corriente continua (CC) con polaridad directa, aunque debido a la buena estabilidad del arco se puede emplear también con corriente alterna (CA);

• Características mecánicas:

Carga de rotura: 48 kg/mm² ; Alargamiento en rotura: 27%

Límite elástico: 38 kg/mm² ; Resiliencia a -20º C: 50 Julios

• Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos tiene un escaso uso, su consumo está en trono del 2%. Básicamente su utilización se restringe para soldaduras de aceros de construcción.

- Electrodos de Rutilo

• Tipo de escoria: genera una escoria con una viscosidad adecuada que se elimina con facilidad. Su aspecto es globular;

• Metal depositado: el cordón va a presentar un nivel de impurezas intermedios entre ácidos y básicos. No obstante, el contenido de hidrógeno con este tipo de electrodo puede llegar a fragilizar la unión;

• Arco eléctrico: para este tipo de electrodo se puede utilizar tanto con corriente alterna (CA) como continua (CC) en polaridad directa o inversa;

• Características mecánicas:

Carga de rotura: 48 kg/mm² ; Alargamiento en rotura: 25%

Límite elástico: 42 kg/mm² ; Resiliencia a -20º C: 50 Julios

• Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos encuentra su aplicación principalmente en la soldadura de aceros. Su consumo actual se estima en un 55%. Tiene un uso generalizado en calderería, construcción naval, estructuras metálicas, etc. Es adecuado para la ejecución de soldaduras en posición.

- Electrodos Básicos

• Tipo de escoria: genera una escoria densa, pero poco abundante que sube a la superficie del cordón con rapidez. De color pardo y brillante, se elimina de una forma aceptable;

• Metal depositado: el cordón se presenta casi exento de impurezas y libre de hidrógeno;

• Arco eléctrico: para este tipo de electrodo se puede utilizar tanto con corriente alterna (CA) como continua (CC) en polaridad inversa;

• Características mecánicas:

Carga de rotura: 54 kg/mm² ; Alargamiento en rotura: 28%

Límite elástico: 44 kg/mm² ; Resiliencia a 0º C: 130 Julios

• Aplicaciones y precauciones: este tipo de electrodos están recomendado para la soldadura de aceros. Su uso está generalizado en calderería, construcción naval, estructuras metálicas, maquinaria, etc.

El electrodo: Revestimiento

El revestimiento

 Funciones del revestimiento

Los revestimientos de los electrodos son mezclas muy complejas de materiales que actúan durante el proceso de fusión del electrodo para cumplir las funciones que a continuación se relacionan.

Función eléctrica:

- Mejorar el cebado del arco. Para ello al revestimiento se le dota de silicatos, carbonatos y óxidos de Fe y Ti que lo favorecen,

- Estabilización del arco. Una vez originado el arco es necesario su estabilización para controlar el proceso de soldadura y garantizar un cordón con buen aspecto. Para ello, en la composición del revestimiento debe primar la presencia de iones positivos durante el proceso de soldadura. Esto se consigue añadiendo a la composición sales de sodio y potasio, que además cumplen otra función, como la de servir de aglutinante a los demás elementos de la composición del revestimiento.

Función física:

- Formación de escorias. La formación de escoria en el cordón permite disminuir la velocidad de enfriamiento del baño, mejorando las propiedades mecánicas y metalúrgicas del cordón resultante. Esto se consigue porque la escoria va a flotar en la superficie del baño, quedando atrapada en su superficie.

- Gas de protección. Por otro lado, la función protectora se consigue mediante la formación de un gas protector que elimina el aire circundante y los elementos nocivos que ello conlleva como son el oxígeno presente en la atmósfera (que produce óxidos del metal), el nitrógeno (que da dureza y fragilidad al cordón) o el hidrógeno (que introduce más fragilidad a la unión).

- Versatilidad en el proceso. La presencia del revestimiento en el electrodo va a permitir ejecutar la soldadura en todas las posiciones.

- Concentración del arco. Logrando una mayor concentración del arco se consigue mejor eficiencia en la soldadura y disminuir las pérdidas de energía. Este fenómeno se consigue debido a que el alma metálica del electrodo se consume más rápidamente que el revestimiento, originándose así una especie de cráter en la punta que sirve para concentrar la salida del arco.

Función Metalúrgica:

- Mejorar las características mecánicas. Mediante el revestimiento se pueden mejorar ciertas características del cordón resultante mediante el empleo de ciertos elementos en la composición del revestimiento y de la varilla que se incorpora en el baño del cordón durante el proceso de soldadura.

- Reducir la velocidad de enfriamiento. Al permitir un enfriamiento más pausado del cordón, se evitan choques térmicos que provoquen la aparición de estructuras más frágiles. Ello se consigue porque las escorias producidas quedan flotando en el baño de fusión y forman una capa protectora del cordón, que además sirve de aislamiento térmico que reduce su velocidad de enfriamiento.

Preparación de bordes: La Biseladora