Soldadura con Electrodo (Stick) Explicada: Equipo, Proceso y Guía Paso a Paso

La soldadura con electrodo se realiza estableciendo un arco eléctrico entre un electrodo metálico y la pieza de trabajo. Una corriente eléctrica pasa a través del electrodo y lo funde en la pieza de trabajo formando un baño de soldadura. El electrodo está cubierto en una capa de fundente que se funde y protege el baño de soldadura de ser contaminado por la atmósfera.

El fundente forma una capa de escoria que se forma sobre el cordón de soldadura la cual necesitará ser picada y cepillada una vez que la soldadura esté completa. Es un procedimiento simple que es popular entre soldadores de exterior debido a que no se ve afectado por el viento – a diferencia de la soldadura MIG y TIG que usa cilindros de gas.

¿Qué es la soldadura con electrodo (SMAW)?

La soldadura por arco metálico protegido (SMAW), también conocida como soldadura por arco metálico manual (MMA o MMAW), soldadura por arco con fundente, o informalmente como soldadura con electrodo (stick welding), es un proceso de soldadura por arco manual que usa un electrodo consumible cubierto con fundente para depositar la soldadura.

Una corriente eléctrica, en forma de corriente alterna o continua desde una fuente de alimentación de soldadura, se usa para formar un arco eléctrico entre el electrodo y los metales a unir. La pieza de trabajo y el electrodo se funden formando un charco de metal fundido (el baño de soldadura) que se enfría para formar una junta.

A medida que se deposita la soldadura, el recubrimiento de fundente del electrodo se desintegra, emitiendo vapores que sirven como gas de protección y proporcionando una capa de escoria, ambos protegen el área de soldadura de la contaminación atmosférica.

Debido a la versatilidad del proceso y la simplicidad de su equipo y operación, la soldadura por arco metálico protegido es uno de los primeros y más populares procesos de soldadura del mundo.

Domina otros procesos de soldadura en la industria de mantenimiento y reparación, y aunque la soldadura por arco con fundente está creciendo en popularidad, SMAW continúa usándose extensamente en la construcción de estructuras de acero pesado y en fabricación industrial. El proceso se usa principalmente para soldar hierro y aceros (incluyendo acero inoxidable) pero aluminio, níquel y aleaciones de cobre también pueden soldarse con este método.

¿Qué necesita para empezar a soldar?

1. Equipo de seguridad

Al soldar, la consideración más importante es siempre su seguridad. Debe leer y seguir toda la información de seguridad e instrucciones proporcionadas con el manual de cualquier equipo que use al soldar con electrodo.

Al soldar necesitará protección corporal para protegerse del calor, rayos ultravioleta y chispas producidas por el arco. La ropa de manga larga ignífuga protegerá su cuerpo, y gafas de seguridad y un casco de soldadura protegerán su cabeza y ojos.

La soldadura solo debe realizarse cuando hay ventilación adecuada debido a los humos emitidos. Si está al aire libre con brisa estará bien, pero si está en interiores necesita ventilación. La extracción es la mejor forma de remover humos del área.

2. Soldadora de electrodo

No podrá hacer ninguna soldadura con electrodo sin una soldadora de electrodo. Puede usar una soldadora multipropósito que le permita realizar más de un tipo de soldadura, por ejemplo, MIG, TIG y Electrodo. O puede usar una soldadora solo de electrodo, que es mucho más barata.

Hay muchas soldadoras en el mercado. Puede ver nuestra guía completa sobre cómo elegir una soldadora de electrodo para más ayuda en esto.

3. Pinza de tierra

Su pinza de tierra generalmente vendrá con la soldadora. Debe enchufarse en la soldadora de electrodo y sujetarse a la pieza de trabajo.

4. Herramientas para remover escoria

La soldadura con electrodo produce escoria sobre su soldadura. Por esta razón, necesitará limpiar la soldadura después de haberla hecho. Lo mejor es usar un cincel escoriador y martillo para picar la escoria, y seguir esto frotando con un cepillo de alambre.

5. Elección de su electrodo

Hay cientos de diferentes tipos de electrodos de varilla, y necesitará elegir el correcto que coincida con su proyecto de soldadura. Los más populares son 6010, 6011, 6012, 6013, 7014, 7024 y 7018.

Cuando está trabajando en acero dulce, cualquier electrodo E60 o E70 hará el trabajo. Los 7018 son probablemente el electrodo más popular de todos estos y producen soldaduras muy fuertes pero los 6013 son una buena opción para principiantes.

Para entender qué electrodo elegir necesita entender qué significa cada uno de los 4 números.

• Los dos primeros dígitos muestran la resistencia mínima a la tracción. Por ejemplo, un electrodo de resistencia a la tracción de 60,000 psi comenzará con 60. Esto necesitará coincidir con las propiedades de resistencia del metal base.
• El tercer dígito indica en qué posiciones se puede usar el electrodo al soldar. El número uno representa la capacidad de usarse en cualquier posición, mientras que el número 2 solo puede usarse en posición plana.
• El cuarto dígito le dice la corriente que puede usar para el electrodo, y el recubrimiento en el electrodo. Tenemos una tabla de referencia para eso abajo.

6. Configuración de soldadura con electrodo

La soldadura con electrodo es una configuración bastante sencilla. Recuerde que sus ajustes de polaridad dependerán del electrodo que use, así que asegúrese de verificar si es CA/CC-/CC+. Para empezar pruebe algunos electrodos 6013 en CCEN en alguna placa de acero de 3/16 pulgadas.

Cómo hacer su primera soldadura con electrodo

Así que lo tiene todo configurado, ahora está listo para hacer una soldadura. Asegúrese de que sus ajustes sean todos correctos y consiga un par de piezas de chatarra y colóquelas como junta a tope. La soldadura con electrodo requiere un poco de habilidad, así que siempre es mejor practicar en algo de chatarra primero antes de saltar e intentar soldar en un proyecto real.

Iniciar el arco

Una vez que el electrodo completo está en el portaelectrodos, encienda la soldadora. Para iniciar el arco, coloque la punta del electrodo sobre el metal, y arrástrela rápidamente como si estuviera encendiendo un fósforo. Si el arco se forma, levante el electrodo muy ligeramente y luego puede arrastrarlo también el metal.

El electrodo se pega al metal, rómpalo dándole un ligero giro. Si el arco se apaga, entonces ha levantado el electrodo demasiado alto de la superficie y debería tenerlo más bajo. Una vez que el arco está encendido debería hacer un sonido como tocino frito, si suena fuerte y agresivo entonces necesita bajar el amperaje.

Mover el electrodo

Una vez que ha encendido el arco debe mover el electrodo a través de la junta para realizar la soldadura. Antes de mover el electrodo, necesita tenerlo en el ángulo correcto que es entre 15 y 30 grados a la vertical.

Ángulo de soldadura con electrodo

Una vez que lo tiene en el ángulo correcto necesita tirar lentamente del electrodo hacia usted. No puede empujar el electrodo porque la escoria quedará atrapada en el baño de soldadura y causará porosidad.

Necesitará mantener una mano firme así que intente apoyar su otro codo en la mesa y sostener su mano que sostiene el electrodo para estabilizarla. Pruébelo unas cuantas veces y solucione problemas usando la sección de solución de problemas al final de esta publicación.

Otras posiciones de soldadura

Si hace una soldadura en ángulo en una T invertida, debe ajustar el ángulo a aproximadamente 35 grados arriba desde la horizontal. Esto es porque la soldadura comenzará a caer ligeramente debido a la fuerza de gravedad si el ángulo no se ajusta para ayudar a empujar el cordón de vuelta contra la fuerza de gravedad.

Cuanta más escoria se cree, mayor ángulo necesitará. Si su ángulo es demasiado pequeño, la escoria caerá en su baño de soldadura y causará defectos en la soldadura.

Errores comunes y cómo reducirlos

Cuando comienza con la soldadura con electrodo es probable que cometa algunos errores, incluso si tiene experiencia en MIG o TIG. Los errores más comunes que veo son tener un arco demasiado largo, tener el ángulo de arrastre incorrecto, soldar a la velocidad incorrecta y la temperatura incorrecta.

• Muchas proyecciones: Hay muchas causas para obtener demasiadas proyecciones al soldar, una de las más comunes es tener el arco demasiado largo. Debe sostener el electrodo solo muy ligeramente sobre la pieza de trabajo, de lo contrario el arco no podrá enfocarse y saltará erráticamente en lugar de ser suave. Si hay proyecciones y el arco emite un sonido chirriante fuerte entonces probablemente tiene el amperaje demasiado alto y debería bajarlo.
• Porosidad: Una de las causas principales de porosidad en una soldadura con electrodo es tener el electrodo en un ángulo demasiado pronunciado. Si no mantiene la escoria en la parte posterior del baño de soldadura tirando del electrodo hacia atrás en un ángulo, la escoria se mezclaré en el charco y causará porosidad.
• Mordedura (Undercut): La mordedura es tener un pequeño cráter en el dedo de la soldadura entre la soldadura y la placa de metal, lo que hace la soldadura más débil. Si tiene mordedura y la soldadura se ve quemada, intente bajar el amperaje porque está demasiado caliente.
• Cordón de soldadura delgado: El cordón de soldadura ideal con electrodo será aproximadamente 2.5 veces el diámetro del electrodo. Si la soldadura es realmente estrecha entonces no tendrá penetración suficiente. Intente reducir la velocidad a aproximadamente la mitad de la velocidad a la que estaba tirando inicialmente del electrodo y debería ver mejores resultados.
• Cordón de soldadura con grumos: Si está tirando del electrodo demasiado lentamente, el metal de aporte se acumulará y será grumoso. Otra causa es tener el amperaje demasiado bajo lo que limitará la penetración y causará que el metal de aporte solo se siente encima de la junta.
• Problemas para iniciar el arco: Si tiene problemas para iniciar el arco entonces será porque está demasiado frío lo que causa un arco débil. Intente subirlo 15 amperios más o menos y vea si es más fácil.

Cinco pasos para mejorar su técnica de soldadura con electrodo

Para muchas personas, especialmente aquellas que son nuevas en esto o quizás no sueldan todos los días, la soldadura con electrodo, también conocida como soldadura por arco metálico protegido (SMAW), es uno de los procesos más difíciles de aprender. Los soldadores experimentados que pueden tomar un portaelectrodos, poner un electrodo, y poner excelentes soldaduras vez tras vez pueden inspirar gran asombro en el resto de nosotros. Hacen que parezca fácil.

El resto de nosotros podemos luchar con ello, aunque. Y no tenemos que hacerlo, no si prestamos atención a cinco elementos básicos de nuestra técnica: ajuste de corriente, longitud del arco, ángulo del electrodo, manipulación del electrodo, y velocidad de avance o CLAMS, por sus siglas en inglés. Abordar adecuadamente estas cinco áreas básicas puede mejorar sus resultados.

1. Pre-preparación

Si bien la soldadura con electrodo puede ser el proceso más tolerante en metal sucio u oxidado, no use eso como excusa para no limpiar adecuadamente el material. Use un cepillo de alambre o amoladora para remover suciedad, mugre u óxido del área a soldar.

Ignorar estos pasos perjudica sus posibilidades de hacer una buena soldadura la primera vez. Condiciones sucias pueden llevar a agrietamiento, porosidad, falta de fusión o inclusiones. Mientras está en eso, asegúrese de tener un lugar claro para la pinza de trabajo. Una buena conexión eléctrica sólida es importante para mantener la calidad del arco.

Posiciónese para tener una buena vista del baño de soldadura. Para la mejor vista, mantenga su cabeza a un lado y fuera de los humos de soldadura para asegurar que está soldando en la junta y manteniendo el arco en el borde delantero del baño. Asegúrese de que su postura le permita sostener y manipular el electrodo cómodamente.

¡No se desanime! Hay una curva de aprendizaje con la soldadura con electrodo, que muchos creen que obtuvo su nombre porque al aprender a soldar, todos pegan el electrodo a la pieza de trabajo.

2. Ajuste de corriente

El electrodo que seleccione determinará si su máquina debe configurarse en CC positivo, CC negativo o CA. Asegúrese de tenerla configurada correctamente para su aplicación. (Electrodo positivo proporciona aproximadamente 10 por ciento más de penetración a un amperaje dado que CA, mientras que CC polaridad directa, electrodo negativo, suelda metales más delgados mejor.)

El ajuste de amperaje correcto depende principalmente del diámetro y tipo de electrodo que seleccione. El fabricante del electrodo usualmente indica los rangos de operación del electrodo en la caja o materiales adjuntos.

Seleccione su amperaje basado en el electrodo (una regla general es 1 amp por cada 0.001 pulgadas de diámetro de electrodo), posición de soldadura (aproximadamente 15 por ciento menos calor para trabajo sobre cabeza comparado con una soldadura plana), e inspección visual de la soldadura terminada. Ajuste su soldadora de 5 a 10 amperios a la vez, hasta alcanzar el ajuste ideal.

3. Longitud del arco

La longitud de arco correcta varía con cada electrodo y aplicación. Como buen punto de partida, la longitud del arco no debe exceder el diámetro de la porción metálica (núcleo) del electrodo. Por ejemplo, un electrodo 6010 de 1/8 pulgada se sostiene aproximadamente a 1/8 pulgada del material base.

4. Manipulación del electrodo

Cada soldador manipula el electrodo un poco diferente. Desarrolle su propio estilo observando a otros, practicando y notando qué técnicas producen los mejores resultados. Note que en material de 1/4 pulgada y más delgado, tejer el electrodo típicamente no es necesario porque el cordón será más ancho de lo necesario. En muchas instancias, un cordón recto es todo lo que se necesita.

Para crear un cordón más ancho en material más grueso, manipule el electrodo de lado a lado, creando una serie continua de círculos parcialmente superpuestos en un patrón de 'Z', semicírculo o paso tartamudeado. Limite el movimiento de lado a lado a dos veces el diámetro del núcleo del electrodo. Para cubrir un área más ancha, haga múltiples pasadas o use cordones lineales.

Al soldar vertical hacia arriba, si se enfoca en soldar los lados de la junta, el medio se cuidará solo. Muévase a través del medio de la junta lo suficientemente lento para que el baño de soldadura pueda alcanzarlo, y haga una pausa ligera en los lados para asegurar una unión sólida a la pared lateral. Si su soldadura se ve como escamas de pescado, se movió hacia adelante demasiado rápido y no esperó lo suficiente en los lados.

5. Velocidad de avance

Su velocidad de avance debe permitirle mantener el arco en el tercio delantero del baño de soldadura. Avanzar demasiado lentamente produce un cordón ancho, convexo con penetración superficial y la posibilidad de laminación en frío, donde la soldadura parece simplemente estar sentada en la superficie del material.

Velocidades de avance excesivamente rápidas también disminuyen la penetración, crean un cordón más estrecho y/o muy coronado, y posiblemente subllenado o mordedura, que es cuando el área fuera de la soldadura es cóncava o hundida. Observe hacia el final del cordón en la imagen de abajo cómo el cordón aparece inconsistente como si el baño estuviera intentando alcanzar.

Ventajas de la soldadura con electrodo

• La soldadura con electrodo es portátil. Una pequeña soldadora de electrodo puede trabajar en metal grueso, no es muy pesada, y no requiere alimentador de alambre ni equipo adicional como cilindro de gas.
• La soldadura con electrodo es la mejor opción para condiciones exteriores. La soldadura con gas no producirá buenos resultados en condiciones de viento.
• Es más fácil de dominar que la soldadura TIG, pero requiere algo de habilidad.
• Puede soldar en metal con calamina u óxido.

Desventajas de la soldadura con electrodo

• Requiere más habilidad que MIG ya que necesita mantener el electrodo a cierta distancia del metal mientras se consume.
• Produce muchas más proyecciones y escoria.
• El tiempo de limpieza aumentado resulta en menor eficiencia.
• La soldadura no será tan intrincada o de alta calidad como TIG.