Soldadura por Arco: Tipos, Ventajas, Aplicaciones y Equipos

En este artículo aprenderás qué es la soldadura por arco y cómo funciona. Diferentes tipos de soldadura por arco con sus ventajas y aplicaciones. También puedes descargar la versión PDF de este artículo al final.

Soldadura por Arco y Tipos

¿Qué es la soldadura por arco?

La soldadura por arco es un proceso de soldadura por fusión en el que el calor de soldadura se obtiene de un arco eléctrico entre la pieza (o metal base) y un electrodo.

El arco eléctrico se produce cuando los dos conductores de un circuito eléctrico se tocan y luego se separan una corta distancia, de modo que el circuito tiene voltaje suficiente para mantener el flujo de corriente eléctrica a través del aire.

La temperatura del calor producido por el arco eléctrico es del orden de 6000° a 7000°C.

El método más común de soldadura por arco es con el uso de un electrodo metálico que suministra metal de aporte. La soldadura se hace primero haciendo contacto con el electrodo con la pieza y luego separando el electrodo a una distancia adecuada para producir un arco.

Tipos de Soldadura por Arco

A continuación se presentan los diferentes tipos de procesos de soldadura por arco:

1. Soldadura por arco con electrodo revestido (SMAW)
2. Soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW)
3. Soldadura por arco sumergido (SAW)
4. Electroescoria (ESW)
5. Soldadura por arco de pernos (Arc Stud Welding)

#1 Soldadura por Arco con Electrodo Revestido (SMAW)

También se conoce como soldadura manual por arco metálico, soldadura por arco con fundente protector o soldadura con electrodo (stick welding). En esta soldadura, es un proceso donde el arco se establece entre la varilla metálica o electrodo (revestido de fundente) y la pieza de trabajo, la superficie de ambos la varilla y la pieza se funde para formar un baño de soldadura.

La fusión simultánea del revestimiento de fundente en la varilla creará gas y escoria, que protege la junta de soldadura del entorno circundante. La soldadura por arco con electrodo revestido es un proceso versátil ideal para unir materiales ferrosos y no ferrosos con el espesor del material en todas las posiciones.

#2 Soldadura por Arco con Núcleo Fundente (FCAW)

Este tipo de proceso de soldadura por arco usa un electrodo de núcleo fundente alimentado continuamente y una fuente de alimentación de voltaje constante, que proporciona una longitud de arco constante. Este proceso usa ya sea un gas protector o solo un gas producido por el fundente para proporcionar protección contra contaminación.

#3 Soldadura por Arco Sumergido (SAW)

En la soldadura por arco sumergido, es un proceso en el que un electrodo alimentado continuamente y una capa de fundentes fusibles se vuelven conductores al fundirse y proporcionan un camino de corriente entre la pieza y el electrodo. Este fundente también ayuda a prevenir salpicaduras y chispas mientras suprime humos y radiación ultravioleta.

#4 Electroescoria (ESW)

La electroescoria se aplica como proceso vertical, para soldar placas gruesas (más de 25 mm) en una sola pasada. La ESW depende de un arco eléctrico antes de que una corriente adicional comience a extinguir el arco. El fundente se funde a medida que el alambre consumible se alimenta al baño fundido, que forma escoria fundida sobre el baño.

El calor para fundir el alambre y los extremos de la placa se genera a través de la resistencia de la escoria fundida al paso de corriente eléctrica. Dos patines de cobre refrigerados por agua siguen el progreso del proceso y evitan que la escoria fundida se cierre.

#5 Soldadura por Arco de Pernos (Arc Stud Welding)

La soldadura por arco de pernos es similar a la soldadura por destello (flash welding), la soldadura de pernos conecta una tuerca o elemento de fijación, usualmente una brida con un vástago que se funde para adherirse a otra pieza metálica.

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Procedimiento de Soldadura por Arco

Cuando se obtiene el arco, la intensa penetración de calor producida funde rápidamente la pieza bajo el arco formando un baño de metal fundido que parece ser forzado fuera del baño por la explosión del arco.

Se forma una pequeña depresión en la pieza y el metal fundido se deposita alrededor del borde de esta depresión, que se llama cráter del arco. La escoria se limpia después de que la junta se ha enfriado.

Una vez iniciados, deben avanzarse a velocidad uniforme a lo largo de la línea deseada de soldadura. La fusión debe alcanzar suficiente profundidad por debajo de las superficies originales de las piezas metálicas a unir para obtener la soldadura deseada. Esto se conoce como obtener la penetración adecuada.

Corriente directa o alterna puede usarse para soldadura por arco, pero la corriente directa es preferida para la mayoría de propósitos. Cuando la pieza está conectada al terminal +ve de una máquina de soldar D.C. y el terminal -ve a un portaelectrodos, la configuración de soldadura se dice que tiene polaridad directa.

Sin embargo, cuando la pieza está conectada a -ve y el electrodo a un terminal +ve, entonces la configuración de soldadura se dice que tiene polaridad inversa. La polaridad directa es más útil para algunas soldaduras mientras que para otras se debe utilizar polaridad inversa.

Precauciones de Seguridad para Soldadura por Arco

Esencialmente, la soldadura no es una ocupación peligrosa si se observan las medidas preventivas adecuadas. Esto requiere conciencia continua de posibilidades de peligro y precauciones de seguridad habituales por el soldador.

1. Asegúrate de que el equipo de soldadura por arco esté instalado correctamente, conectado a tierra y en buenas condiciones de funcionamiento.
2. Usa siempre ropa protectora adecuada para soldadura,
3. Usa siempre protección ocular adecuada mientras sueldas.
4. Mantén tu área de trabajo limpia y asegúrate de que no haya materiales inflamables o explosivos en o cerca del área de trabajo.
5. No sueldes en espacios cerrados y contenedores sellados que hayan contenido combustibles sin precauciones especiales.
6. Usa extracción automática en el punto de soldadura al soldar plomo, cromo, manganeso, bronce, latón, cadmio, zinc o aceros galvanizados.
7. Cuando sea necesario soldar en área húmeda o mojada, párate en una plataforma seca aislada, o usa botas de goma.
8. Si es necesario empalmar el cable de soldadura, asegúrate de que todas las conexiones eléctricas estén aisladas.
9. Cuando el portaelectrodos no esté en uso, cuélgalo en los soportes provistos.
10. Desecha los restos de electrodos en un contenedor adecuado ya que los restos en el suelo son un peligro de seguridad.
11. No sueldes cerca de operaciones de desengrasado.
12. Mientras trabajas en altura, asegúrate de que el andamio, escalera o superficie de trabajo sea sólida.

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Equipos de Soldadura por Arco

A continuación se presentan los diferentes equipos usados en soldadura por arco:

1. Máquina A.C. o D.C.
2. Electrodo
3. Portaelectrodos
4. Cables, conectores de cable
5. Enchufe de cable
6. Martillo de escoria
7. Abrazaderas de tierra
8. Cepillo de alambre
9. Casco
10. Gafas de seguridad
11. Guantes de mano
12. Delantales, mangas; etc.

Una razón para la amplia aceptación del proceso de soldadura por arco es la simplicidad del equipo necesario. El equipo consiste en los siguientes elementos.

1. Fuente de alimentación de soldadura
2. Portaelectrodos
3. Abrazadera de tierra
4. Cables y conectores de soldadura
5. Equipo accesorio (martillo de escoria, cepillo de alambre)
6. Equipo de protección (casco, guantes, etc.)

1. Fuente de Alimentación de Soldadura

Esta soldadura usa CA o CC, pero en cualquier caso, la fuente de alimentación seleccionada debe ser del tipo corriente constante. Este tipo de fuente entregará amperaje o corriente de soldadura relativamente constante independientemente de las variaciones de longitud de arco por el operador.

2. Portaelectrodos

El portaelectrodos se conecta al cable de soldadura y enciende el electrodo. Mangos aislados se usan para guiar el electrodo a la junta soldada.

Y alimenta el electrodo sobre la junta de soldadura y alimenta el electrodo en el charco de soldadura. Los portaelectrodos están disponibles en varios tamaños y están calificados por su capacidad de corriente.

3. Abrazadera de Tierra

La abrazadera de tierra se usa para conectar el cable de tierra a la pieza, conectada directamente a la pieza o a la mesa o utillaje sobre el cual la pieza está posicionada.

Al ser parte del circuito de soldadura, las abrazaderas de tierra deben poder conducir corriente de soldadura sin sobrecalentarse debido a la resistencia eléctrica.

4. Cables de Soldadura

El cable de electrodo y el cable de tierra son partes esenciales del circuito de soldadura. Deben ser muy flexibles y tener aislamiento resistente al calor.

Las conexiones en el portaelectrodos, abrazadera de tierra y en la fuente de alimentación deben ser soldadas o bien prensadas para asegurar baja resistencia eléctrica.

El área transversal de un cable debe ser de tamaño suficiente para permitir corriente de soldadura con una caída de voltaje mínima. Aumentar la longitud del cable requiere aumentar el diámetro del cable para reducir resistencia y caída de voltaje.

5. Equipo Accesorio (martillo de escoria, cepillo de alambre)

Ahora la mayoría de soldadores pueden estar de acuerdo en que es necesario remover la escoria del metal de soldadura. Puedes preguntarte cómo remover la escoria. Este proceso es muy fácil y solo toma unos segundos.

La escoria no está diseñada para estar muy unida a la soldadura, todo lo que se necesita es algo como un martillo de escoria o cepillo de alambre. Debemos decir que cuanto mejor la soldadura, menos se unirá a la escoria. Así que si tus soldaduras son buenas, solo necesitas golpearla ligeramente.

6. Equipo de Protección (casco, guantes, etc.)

Los rayos del arco metálico son altos en radiación infrarroja y ultravioleta. Estos son muy peligrosos para los ojos, cara y piel del soldador. Debe protegerse de estos rayos así como del brillo del arco.

Pantallas manuales y cascos ayudan a proteger la cara y ojos del operador de los rayos del arco. Están hechos de material ligero. La pantalla manual o casco no debe pesar más de 600 gramos. Deben ser lo suficientemente grandes para proteger toda la cara y ojos de los rayos reflejados.

7. Electrodos para Soldadura por Arco

Tanto electrodos no consumibles como consumibles se usan para soldadura por arco. Los electrodos no consumibles pueden ser de carbono, grafito o tungsteno que no se consumen durante la operación de soldadura.

Los electrodos consumibles pueden ser de varios metales dependiendo de su propósito y la composición química de los metales a soldar. Estos electrodos consumibles pueden clasificarse en desnudos y revestidos.

Ventajas de la Soldadura por Arco

A continuación se presentan las ventajas de la soldadura por arco:

1. Equipo de soldadura de bajo coste.
2. Operación de soldadura más rápida comparada con el proceso de soldadura por gas.
3. Bajo coste de la operación de soldadura.
4. Técnica relativamente simple y versátil.
5. Requiere una variedad relativamente pequeña de electrodos.
6. El revestimiento en el electrodo puede proporcionar gases protectores, elementos de aleación y otros materiales esenciales a coste relativamente bajo.
7. El equipo de soldadura es manejable y puede mantenerse fácilmente.

Desventajas de la Soldadura por Arco

A continuación se presentan las desventajas de la soldadura por arco:

1. La entrada de calor y la deposición de material de aporte no pueden separarse.
2. El material del electrodo se desperdicia en forma de extremo sin usar, escoria y gas.
3. Hay más posibilidades de inclusiones de escoria en el cordón.
4. Si no se hace el secado adecuado del electrodo, la humedad puede reducir la calidad del metal de soldadura.
5. Salpicaduras de metal y soplado de arco son problemas generales de este proceso.
6. Piezas de trabajo delgadas de menos de 3 mm son difíciles de soldar.

Aplicaciones de la Soldadura por Arco

A continuación se presentan las aplicaciones de la soldadura por arco:

1. Este proceso se usa comúnmente en construcción general y fabricación en construcción naval, en tuberías y para trabajo de mantenimiento, porque el equipo es portátil y puede mantenerse fácilmente.
2. Es útil para trabajar en áreas remotas, donde un generador portátil de combustible se usa como fuente de alimentación.
3. El proceso es más adecuado para espesor de pieza de 3 a 19 mm, aunque este rango puede extenderse fácilmente por operadores calificados usando técnicas de múltiples pasadas.

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Conclusión

Así que ahora, esperamos haber aclarado todas tus dudas sobre el Proceso de Soldadura por Arco. Si aún tienes alguna duda sobre los "Tipos de Soldadura por Arco", puedes contactarnos o preguntar en los comentarios.

Eso es todo, gracias por leer. Si te gusta nuestro artículo, por favor compártelo con tus amigos. Si tienes alguna pregunta sobre cualquier tema, puedes preguntar en la sección de comentarios.

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