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Jun 03, 2023

SMAW, conceptos básicos de electrodos de revestimiento duro

Necesitaría un libro que contenga todos los conocimientos esenciales relacionados con los electrodos para la soldadura por arco metálico protegido (SMAW) y el revestimiento duro. Una cosa es segura es que estos consumibles no son uno

Necesitaría un libro que contenga todos los conocimientos esenciales relacionados con los electrodos para la soldadura por arco metálico protegido (SMAW) y el revestimiento duro. Una cosa es segura: estos consumibles no son iguales para todos. Tienen diferentes revestimientos de materiales, se dividen en diferentes categorías, sirven para diversos propósitos e incluso requieren almacenamiento y cuidado especializados. Comprender estos conceptos básicos sobre su SMAW y sus electrodos de revestimiento duro marca una gran diferencia en su resultado final.

Los electrodos de acero se dividen en tres categorías según la composición del recubrimiento: celulósico, rutilo y básico.

Los electrodos celulósicos, como E6010 y E6011, contienen principalmente pulpa de madera (celulosa) que genera hidrógeno para crear un arco de excavación/impulsión con penetración profunda. El arco impulsor resulta atractivo para la reparación de equipos agrícolas y otras aplicaciones con superficies contaminadas, así como para las ranuras en V asociadas con las juntas de tuberías de raíz abierta. Para controlar el charco de soldadura con un arco de excavación/impulsión, utilice una técnica de "látigo y pausa" con electrodos E6010.

Un electrodo de rutilo, como E6013 y E7014, tiene un recubrimiento que comprende dióxido de titanio (TiO2), dióxido de silicio (SiO2), polvo de hierro y carbonato de calcio (CaCO3). Los electrodos E7014 tienen niveles elevados de hierro, por lo que pueden funcionar con corrientes más altas y ofrecer tasas de deposición más altas. Los electrodos de rutilo se inician fácilmente, no requieren manipulación especial y crean un arco suave con penetración de luz. Se dice que tienen un gran atractivo para el soldador, pero generan más salpicaduras.

Los electrodos básicos tienen un recubrimiento que comprende CaCO3, espato flúor (CaF2), ferromanganeso y polvo de hierro. La palabra básico se refiere al pH del recubrimiento. E7018 es el electrodo básico más popular y logra un arco con excavación/impulsión media y penetración media. Los recubrimientos básicos también tienen bajos niveles de absorción de hidrógeno y humedad, que son esenciales para soldaduras críticas porque las moléculas de hidrógeno pueden penetrar el metal de soldadura y causar grietas cuando se expanden e intentan escapar. Como resultado, esta categoría de electrodos se conoce comúnmente como de bajo hidrógeno.

Los electrodos de bajo hidrógeno también pueden llevar designaciones adicionales, siendo E7018 H4R cada vez más común. El H4 indica menos de 4 ml de hidrógeno difusible por cada 100 g de soldadura depositada cuando los electrodos se prueban en el estado en que se recibieron, normalmente en paquetes o botes de aluminio sellados herméticamente. La R indica resistencia a la humedad. Los electrodos H4R tendrán menos del 0,4 por ciento de absorción de humedad después de nueve horas de exposición a entre 80 y 85 grados F y entre 80 y 85 por ciento de humedad relativa.

Para conservar la designación H4R más allá de nueve horas, asegúrese de almacenar los recipientes abiertos entre 225 y 300 grados F. Si es necesario, reacondicionelos horneándolos durante una hora a 700 grados F. Además, almacene y hornee los electrodos con bajo contenido de hidrógeno por separado.

Mezclar electrodos en un horno de varillas no solo puede causar contaminación, sino que los diferentes tipos de recubrimiento transportan y requieren diferentes contenidos de humedad para un rendimiento adecuado. Por ejemplo, los electrodos celulósicos requieren una cierta cantidad de humedad para generar la fuerza del arco diseñada; por lo tanto, mezclar electrodos básicos y celulósicos en un horno será perjudicial para ambos.

Un electrodo E7018 también puede llevar una designación -1, lo que significa que proporciona las propiedades de impacto Charpy V-notch prometidas a -50 grados F en comparación con -20 grados F para electrodos sin -1. Estos electrodos proporcionan una dureza excepcional a bajas temperaturas. Nota: Se puede utilizar un electrodo E7018-1 en lugar de un electrodo E7018, pero no ocurre lo contrario.

Los recubrimientos de electrodos de acero inoxidable también vienen en tres categorías, EXXX-15, EXXX-16 y EXXX-17. El -15 después de la aleación base indica un recubrimiento básico de cal, que contiene cantidades considerables de piedra caliza y espato flúor, lo que produce una escoria de congelación rápida que facilita la soldadura en las posiciones vertical y aérea. La cuenta está moderadamente ondulada y ligeramente convexa; esta última característica puede proporcionar el margen de seguridad necesario en uniones sometidas a grandes esfuerzos.

Los recubrimientos básicos de cal proporcionan propiedades mecánicas óptimas. Estos electrodos comúnmente se especifican para soldar materiales superausteníticos y con muy alto contenido de níquel en aplicaciones criogénicas, como tanques de GNL y sistemas de gas comprimido.

Desafortunadamente, los electrodos básicos de cal tienen la soldabilidad más pobre debido a la transferencia de metal de tipo globular que hace que el charco sea más difícil de controlar. Usar una ligera técnica de azote (tal vez 1⁄8 de pulgada de paso hacia adelante y una pausa) ayudará a formar el charco. Los productos básicos de cal también requieren la eliminación de escoria (siempre requiriendo astillas) y solo pueden funcionar con electrodo positivo de corriente continua (DCEP).

A -16 indica un recubrimiento básico de tipo rutilo que contiene cantidades dominantes de rutilo, cantidades medias de piedra caliza y cantidades limitadas de espato flúor. Si tienen la opción, la mayoría de los operadores prefieren usar un electrodo -16. Proporciona un arco de transferencia de pulverización suave y estable y un perfil de cordón de convexo a plano con ondulaciones finas y una buena fusión de las paredes laterales. También produce una pequeña cantidad de salpicaduras finas y una escoria que normalmente se libera sola.

Los electrodos -17 tienen más silicio que los electrodos -16, lo que produce un charco de soldadura más fluido que funciona mejor para soldar en posición plana. La soldadura vertical y aérea es posible, pero requiere más habilidad del operador que un electrodo básico de cal porque la escoria no se congela tan rápidamente. Estos electrodos funcionan con DCEP o corriente alterna (CA).

Los electrodos de acero inoxidable normalmente no presentan craqueo por hidrógeno, pero pueden producirse porosidad, exceso de salpicaduras y un pobre desprendimiento de escoria si el recubrimiento absorbe humedad. Asegúrese de almacenar sus electrodos de acero inoxidable a 300 grados F. Si los deja afuera por mucho tiempo, puede reacondicionarlos horneándolos a 600 a 800 grados F durante una a seis horas.

No confunda el revestimiento duro con un proceso de unión. El revestimiento duro es el proceso de aplicar un metal más duro o más resistente al material base. Los electrodos de revestimiento duro se dividen en tres categorías: base de hierro, base de níquel y base de cobalto, que luego se alean con elementos formadores de carburo como cromo, tungsteno, molibdeno y otros elementos. Por lo general, no tienen clasificaciones AWS específicas, excepto el rango de aleación de cobalto estándar 1, 6, 12 y 21.

A diferencia de los electrodos de unión, los electrodos de revestimiento duro son una colección de formulaciones de aleaciones patentadas orientadas a satisfacer necesidades específicas. Se producen de tres maneras: una varilla tubular rellena con una mezcla de aleaciones y luego sumergida en un recubrimiento o sobre la cual se extruye un recubrimiento; una varilla de acero al carbono recubierta con una mezcla de aleaciones y desoxidantes; o una varilla de cobalto fundida con un revestimiento extruido sobre ella.

Los electrodos de revestimiento duro, especialmente aquellos con construcción tubular, no están diseñados para la penetración. Requieren parámetros más bajos para una menor dilución y una mayor eficiencia del revestimiento duro. Un error común con los electrodos tubulares es apiñar el electrodo en la pieza de trabajo, provocando que se sobrecaliente. Recuerde, los electrodos de revestimiento duro funcionan de manera diferente a un electrodo SMAW E7018. Tienen una transferencia más globular y requieren una longitud de arco mayor.

Los electrodos de revestimiento duro, cuando se aplican con un patrón de cordón larguero o cordón tejido, desarrollan un patrón de agrietamiento cruzado (verificación cruzada) debido a los carburos que se forman en la matriz del baño de soldadura durante la solidificación. Esto es normal. La excepción es si el electrodo está diseñado específicamente para depósitos sin grietas.

Halinson Campos es director comercial de proyectos: metales de aportación en ESAB Welding & Cutting Products; Martin Denault es ingeniero de aplicaciones y CWI en Exaton, una marca de ESAB; Richard Cook es gerente senior de productos en Stoody Co., una marca de ESAB, 2800 Airport Road, Denton, TX 76207, 800-372-2123.