soldadura eléctrica - Liceo Industrial "Agustín Edwards Ross"

LICEO INDUSTRIAL DE SAN MIGUELAGUSTÍN EDWARDS ROSS
DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES METÁLICAS
SOLDADURA ELÉCTRICA
Material didáctico diseñado y dibujado por:
LUIS HTO. REYES PEDREROS
Jefe de Especialidad
E.I.S.S.M. Sept. 2003
LICEO INDUSTRIAL DE SAN MIGUEL AGUSTÍN EDWARDS ROSS
SOFOFA
DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES METÁLICAS
SOLDADURA ELÉCTRICA POR ELECTRODO REVESTIDO
La soldadura eléctrica al arco, es la unión que se produce entre dos metales, de idénticas
características, por efecto de la fusión localizada producida por un arco eléctrico entre un electrodo
revestido y el metal base.
Antiguamente se utilizaba para soldar, como aporte, electrodos de metal desnudos lográndose uniones
irregulares, quebradizas y oxidadas, al ponerse en contacto el metal fundido con el oxígeno del aire. Más
adelante se descubrieron los revestimientos que aislaron la gota de fusión, del oxígeno, formando una
cámara de protección.
El residuo del revestimiento que queda sobre el cordón de soldadura se llama escoria, la cual debe
ser desprendida con pica - escorias y escobillas para evitar oxidaciones posteriores, aunque se pinte el
metal.
Actualmente existen sistemas y equipos más modernos y más rápidos para soldar como los
electrogaseosos en donde el material de aporte está protegido por un gas que pasa por un conducto
especial del portaelectrodos o pistola ( Soldadura MIG-MAG y soldadura TIG.)
FUNCIONES DE LOS COMPONENTES DEL ELECTRODO
NÚCLEO
: Varilla de metal de composición química específica, de distintos diámetros.
Conduce la electricidad desde el portaelectrodo hasta el extremo donde se establece el arco
eléctrico con el metal base. El calor generado por el arco funde el metal constituyéndose en el baño
de soldadura.
REVESTIMIENTO : Mezcla de elementos minerales y orgánicos, de espesor variable que cubre al l
núcleo en forma concéntrica. Al establecerse el arco se funde y realiza las siguientes funciones:





Libera gases ionizantes ( facilitando el establecimiento del arco eléctrico)
Libera gases protectores ( reaccionando con el Oxígeno del aire para proteger el baño de
soldadura)
Se funde más lentamente que el núcleo ( para dirigir el arco eléctrico )
Se traslada por el arco eléctrico hasta el baño de soldadura, donde flota para formar la escoria
protectora.
Aporta al baño de soldadura, elementos de aleación
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ESQUEMA MONOFÁSICO DEL ARCO ELÉCTRICO
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10.
CONDUCTORES DE ALIMENTACIÓN
FUSIBLES (Cortan corriente si hay alta tensión)
AUTOMÁTICO ( Para la corriente)
MÁQUINA DE SOLDAR O FUENTE DE PODER
CLAVIJA DE PORTAELECTRODO
CLAVIJA DE TOMA TIERRA
PORTAELECTRODO
CABLE TOMA TIERRA
ELECTRODO
PIEZA A SOLDAR
EL ARCO ELÉCTRICO
Se denomina así al paso de la corriente eléctrica a través de un gas, con desprendimiento de luz y
calor. En el caso de esta soldadura el gas es el aire
Este principio se basa en el contacto de dos polos de corriente:
- El polo positivo ( + ) o ánodo
- El polo negativo ( - ) o cátodo
- Los polos hacen contacto
- Se produce un arco eléctrico luminoso
- La temperatura de arco es de 4.000 ºC ( aproximadamente )
- La pieza de trabajo se funde en el punto de contacto
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FORMACIÓN DEL ARCO ELÉCTRICO
FORMAS DE LOGRAR EL ARCO VOLTAICO.
Para lograr el inicio de arco de un electrodo se pueden utilizar dos métodos simples:
De raspe y golpeado.


DE RASPE: El método de raspe es similar al encendido de un fósforo de gran tamaño sobre la
superficie del metal a soldar.
DE GOLPEADO: El método de golpeado, como su nombre lo indica, consiste en aplicar un suave golpe,
sobre la superficie a soldar, para hacer el contacto necesario.
En los dos métodos una vez establecido el arco se mantiene éste a una altura determinada para que no se
corte
TIPOS COMUNES DE MÁQUINAS DE SOLDAR
Todas las máquinas o fuentes de poder se caracterizan por entregar un alto amperaje y bajo voltaje
Esta transformación se produce en el interior de ellas.
Las fuentes de poder ( convencionales ) más conocidas son:
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

Soldadora Estática
Soldadora Rotativa
Soldadora Rotativa
Soldadora c / Rectificador
( Transformador de corriente continua C.C. )
( Generador – Motor eléctrico )
( Generador – Motor bencinero )
( Transformador – Rectificador C.C. )
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NORMAS DE SEGURIDAD
EQUIPO DE PROTECCIÓN PARA EL SOLDADOR
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Máscara de soldar ( con vidrio inactínico adecuado , mínimo grado 10 )
Overol de algodón grueso
Pechera de cuero
Casaca de cuero
Pantalón de mezclilla (algodón)
Zapatos de seguridad
Gorro soldador de algodón o cuero
Guantes de caña larga ( mosqueteros )
NOTA: Se utiliza algodón pues es la tela que más resiste el paso de la chispa de soldadura, no así
las telas sintéticas que son perforadas fácilmente, no ofreciendo protección al soldador.
SEGURIDAD AL USAR UNA MÁQUINA DE SOLDAR.
CIRCUITOS DE CORRIENTE:
En la mayoría de los talleres el voltaje usado es de 220 o 380 volts, por lo tanto el operador debe
tener en cuenta que éstos son altos voltajes, que conllevan peligro de muerte, por lo tanto no se puede ni
debe realizar ningún trabajo de reparación de controles o interruptores si no ha sido desenergizado el
equipo.
LÍNEA A TIERRA.
Todo circuito eléctrico debe tener una línea a tierra para evitar que la posible formación de
corrientes parásitas produzcan un choque eléctrico al operador, cuando éste, por ejemplo, ponga la mano
en la carcaza de la máquina.
Nunca opere una máquina que no tenga su línea a tierra
CAMBIO DE POLARIDAD.
Esta operación se realiza para cambiar el polo del electrodo, de positivo ( Polaridad Invertida ) a
negativo ( Polaridad Directa ), este cambio nunca debe hacerse mientras la máquina esté funcionando. Los
peligros potenciales son:


La persona que lo mueva se expone a que dicho arco le provoque severas quemaduras.
La superficie de contacto del interruptor se puede quemar, debido a la proyección del arco a corriente
alta
CAMBIO DE AMPERAJE
La palanca para cambiar el amperaje no debe ser movida mientras la máquina esté soldando. En este
caso el peligro potencial es que el arco causado por la desconexión del circuito de alto amperaje puede
producir quemaduras de consideración.
CIRCUITO DE SOLDADURA.
Cuando no está en uso el porta electrodos nunca debe ser dejado encima de la mesa de soldar o en
contacto con cualquier otro objeto que tenga una línea directa a la superficie donde se suelda. El peligro en
este caso es que el porta electrodos, en contacto con el circuito a tierra, provoque en el transformador del
equipo un corto circuito.
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SOLDADURA DE ELEMENTOS EXTRAÑOS
Todo soldador puede prevenir accidentes que pueden ser fatales, para ello deberá ceñirse a las
siguientes indicaciones prácticas. Nunca soldar o cortar al arco:
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Cerca de materias inflamables como papeles, grasas, aceites, maderas, combustibles, etc., por peligro
de incendio o explosión.
Tambores o estanques de los cuales no se sepa lo que hayan contenido; puede pasar años que un
tambor bencinero haya estado vacío pero al contacto con el arco los hidrocarburos del combustible se
reactivan y explotan; aunque sea con un pequeño pinchazo de soldadura.
En lugares sin ventilación superficies que fueron pintadas con antióxidos, al calentarlas, se producen
gases tóxicos que pueden ocasionar graves trastornos al organismo.
Metales de origen desconocido que al aspirar su gases , en ambientes cerrados, pueden acarrear
enfermedades crónicas o mortales ( ej. Cadmio – berilio – zinc – etc. )
RADIACIÓN POR ARCO.
En la soldadura, por arco eléctrico, se generan tres tipos de radiaciones que afectan el organismo,
humano, a saber:
A. Radiación ultra violeta
B. Radiación infrarroja
C. Radiación de luz visible
: emitida por el arco eléctrico.
: emitida por el metal fundido ( arco y oxígeno )
: emitida por el arco eléctrico.
EFECTOS DE LA RADIACIÓN POR ARCO.
RADIACIÓN
ULTRA VIOLETA
INFRARROJA
VISIBLE
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EFECTOS BIOLÓGICOS
Inflamación de la córnea
Quemaduras de tipo solar
Cáncer a la piel
Quemaduras en la retina
Quemaduras en la piel
Cataratas
Daño a la retina
Quemaduras a la piel
Desde 1880 hasta hoy día la protección visual, en soldadura eléctrica, se ha efectuado a través
de lentes oscuros o también llamados vidrios inactínicos. Éstos lentes cumplen tres funciones
protectoras:
1. Filtrar la radiación generada, por el proceso de soldadura, que pueda dañar los ojos del
Soldador
2. Prevenir partículas volátiles incandescentes o frías.
3. Reducir la cantidad de luz visible
No solamente la vista se debe proteger, de los rayos ultra violeta, sino que también el resto del
cuerpo pues quema la piel en minutos lo que los rayos solares se demoran semanas, pudiendo
provocar, a la larga, cáncer a la piel.
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CLASIFICACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS
Son varillas metálicas, especialmente preparadas para la
Soldadura eléctrica. Están formadas por un núcleo Metálico y un
revestimiento que lo cubre en forma concéntrica
A = Parte del núcleo que no se cubre y está destinada para ser
tomada por la pinza porta electrodo
B = Núcleo
C = Revestimiento
De la correcta elección del electrodo depende el resultado de una
buena soldadura.
El operador deberá tener en cuenta los siguientes factores para
escoger un electrodo adecuado:
1. Naturaleza del metal base
2. Dimensiones de las piezas a soldar
3. Tipo de corriente de que se dispone: Alterna o Continua
4. En qué posición o posiciones se va a soldar
5. Que clase de preparaciones permite la pieza a soldar ( con o
sin biselado )
6. Si la soldadura debe cumplir condiciones especiales
( resistencia a la corrosión, ductibilidad, etc.)
CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS POR EL COLOR.
El método más sencillo de identificar un electrodo corriente es por medio del color de su
revestimiento y de un código de colores ( punto ) que ha sido establecido para los grandes grupos de
clasificación:
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CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS SEGÚN SU REVESTIMIENTO.
Se clasifican básicamente
en
: Celulósicos – Rutílicos - Minerales – Básicos o bajo hidrógeno –
Hierro en polvo.
CELULÓSICOS
:Son llamados así por el alto contenido de celulosa que llevan en el
revestimiento.
Las características principales de este grupo son:
AWS – ASTM
- Máxima penetración
- Solidificación rápida
- Buenas características de resistencia, elasticidad y ductilidad
- Presentación regular
E – 6010 / E – 6011
RUTÍLICOS
: Se denominan así por el alto contenido de rutilo ( óxido de titanio ) en el
revestimiento. Las características de este grupo son:
AWS – ASTM
- Penetración mediana o baja
- Arco suave
- Buena presentación
- Buena resistencia
E – 6012 / E – 6013
MINERALES
: Los principales componentes del revestimiento de estos electrodos son
óxido de hierro y manganeso. Las características principales son:
AWS – ASTM
- Alta velocidad de deposición
- Arco suave
- Buena apariencia del depósito
- Buenas propiedades mecánicas
E – 6027
BÁSICOS O BAJO
HIDRÓGENO
: Su nombre se debe a la ausencia absoluta de humedad
( hidrógeno) en su revestimiento. Las características principales son:
AWS – ASTM
E – 7018 / E – 7016
E – 7028
- Alta ductilidad
- Máxima resistencia a los depósitos
- Alta resistencia a los impactos a baja temperatura
- Depósitos de calidad radiográfica
- Penetración mediana a alta.
HIERRO EN POLVO
: A esta clasificación pertenecen todos los electrodos cuyo revestimiento
contiene una cantidad balanceada de hierro en polvo. Sus
características son :
- Se aumenta el rendimiento del electrodo
- Suaviza energía del arco
- Se mejora presentación del cordón
- Mejora ductilidad
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CLASIFICACIÓN DE ELECTRODOS NORMA AWS – ASTM
Existen especificaciones de entidades, tales como AWS – ASTM, para los electrodos
convencionales y especiales empleados en arco manual.
ELECTRODOS PARA SOLDAR ACERO DULCE.
Se especifican por 4 o 5 dígitos con la letra E al comienzo cuyo significado se desglosa de la
siguiente forma :
E XX X X
(a)( b ) (c) (d)
a.
b.
c.
d.
Prefijo E por electrodo
Resistencia a la tracción mínima del depósito en miles de libras por pulgada cuadrada.
Posición de soldadura ( 1 = toda posición / 2 = Posición plana y horizontal )
Tipo de revestimiento y tipo de corriente eléctrica y polaridad a usar:
ESPECIFICACIÓN DE ÚLTIMO DÍGITO
Clasificación
E XX X 0
E XX X 1
E XX X 2
E XX X 3
Tipo de corriente
penetración
Alta
Alta
Media
Baja
E XX X 5
E XX X 6
E XX X 7
C.C.E.P.
C.C.E.P.C.A.
C.C.E.P.C.A.
C.C.E.P.
C.C.E.N.
C.C.P.N.C.A.
C.C.E.P.
C.C.E.P..
C.C.E.P.C.A.
C.C.E.P.C.A.
E XX X 8
C.C.E.P.C.A.
Media
E XX X 4
NOTA :
C.C.E.P.
C.C.E.N.
C.C.
C.A.
Ejemplo;
E – 6011
Revestimiento
CELULOSA – SODIO
CELULOSA - POTASIO
RUTILO – SODIO
RUTILO - POTASIO
Baja
RUTILO – POLVO DE HIERRO
Media
Media
Media
BAJO HIDRÓGENO – SODIO
BAJO HIDRÓGENO – POTASIO
POLVO DE HIERRO – ÓXIDO
DE HIERRO
BAJO HIDRÓGENO – POLVO
DE HIERRO
: Corriente continua, polaridad invertida; electrodo positivo
: Corriente continua, polaridad directa ; electrodo negativo
: Corriente continua
: Corriente alterna
E: Electrodo
60: 60.000 Libras( psi ) por pulgada cuadrada de resistencia a tracción
1: Electrodo para toda posición de soldadura.
1: Revestimiento celulósico – potásico.
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EJERCICIOS BÁSICOS DE SOLDADURA ELÉCTRICA
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EJERCICIOS BÁSICOS DE SOLDADURA ELÉCTRICA EN POSICIÓN
UNIÓN A TOPE
POSICIÓN HORIZONTAL
UNIÓN A TOPE POSICIÓN
VERTICAL DESCENDENTE
UNIÓN A TOPE, SOBRECABEZA
UNIÓN A TOPE, VERTICAL
ASCENDENTE
UNIÓN A TRASLAPO, HORIZONTAL
UNIÓN A TRASLAPO, SOBRECABEZA
UNIÓN A TRASLAPO VERTICAL DESCENDENTE
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