Preparatoria

SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO

Es un proceso de soldadura por fusión en el cual la unificación de los metales se obtiene mediante el calor de un arco eléctrico entre un electrodo y el material de trabajo.

Un arco eléctrico es una descarga de corriente eléctrica a través de una separación en un circuito. El circuito se sostiene por la presencia de una columna de gas térmicamente ionizada(denominada plasma) a través de la cual fluye la corriente.

La energía eléctrica del arco eléctrico produce temperaturas de 10.000 oF (5.500oC).

Durante el proceso de soldadura, los electrones del gas son atraídos por el ánodo, en donde se convierte su energía cinética en energía térmica. Los iones positivos son atraídos por el cátodo en donde convierten su energía cinética en térmica y generanun incremento de temperatura también en el cátodo.

El campo eléctrico que produce el arco, acelera mucho más a los electrones que a los iones del gas. Esto es debido a su menor masa y mayor trayectoria libre de choque. Esto hace que se caliente más el ánodo (2/3 de la energía) que el cátodo (1/3 de la energía).


En el caso de que se utilice corriente alterna, la generación de calor es igualen el ánodo y en cátodo (1/2 de la energía c/u).

La decisión del tipo de corriente a utilizar, en muchos casos es tomada en función del tipo de soldadura a realizar. La polaridad directa refleja una soldadura con una menor penetración y mayor consumo de electrodo; la polaridad inversa refleja una soldadura con mayor penetración y un menor consumo del electrodo o menor altura del cordón; lacorriente alterna se traduce en un cordón y una penetración medios.

Los valores usuales de intensidad de corriente están entre 50 a 300 Amp. En estos rangos, el voltaje del arco depende de la longitud del arco.

Durante el proceso, se forma un pozo de metal fundido que consiste en metal(es) base y metal de aporte (en caso de que se use). En la mayoría de los procesos se utiliza material de aportepara aumentar el volumen y fortalecer la unión soldada.

Conforme se mueve el electrodo a lo largo de la unión, el pozo de metal fundido se solidifica de inmediato.

El proceso puede ser manual (la calidad de la unión depende de la habilidad del soldador) o automático.



ELECTRODOS

Los electrodos usados en este proceso se denominan consumibles y no consumibles.

Los electrodosconsumibles involucran el metal de aporte en la soldadura; están disponibles en dos formas: varillas y alambres (puede alimentarse en forma continua).

Los electrodos no consumibles están hechos generalmente de Tungsteno, los cuales resisten la fusión (temperatura de fusión muy alta). Se desgasta gradualmente. El material de aporte en estos casos se proporciona separadamente.

Los electrodospresentan una curva de comportamiento que muestra la relación de caída de potencial del proceso en función de la longitud de arco del mismo para cada electrodo en particular, este comportamiento se puede expresar por la ecuación de una línea recta:

E = ml + b

donde: E: Voltaje a través del arco
l: Longitud del arco
b: Voltaje para una l = 0

Las longitudes de arco más comunes sonentre 1 - 4 mm. Existe una regla práctica que considera la longitud del arco aproximadamente igual al diámetro del electrodo, en caso de soldaduras a tope.

Dentro de los valores usuales de corrientes de operaciones, se puede decir que el voltaje del arco depende únicamente de la longitud del arco y no de la intensidad de corriente empleada, una vez establecidos los metales a unir y laatmósfera del arco.



PROTECCION DEL ARCO

En la soldadura por arco eléctrico, las altas temperaturas provocan que los metales que se unen reaccionen con el oxígeno, nitrógeno e hidrógeno del aire, lo cual puede degradar seriamente las propiedades mecánicas de las partes a soldar.

Para proteger la soldadura, se cubre la punta del electrodo, el arco eléctrico y el pozo de soldadura fundida con...