En casi todos los trabajos de soldadura de nivel comercial que requieren construcción de acero estructural o soldadura de tuberías, ya sea en el sector industrial o energético, los electrodos de soldadura utilizados se especifican en los documentos del contrato y los códigos de soldadura designados. Pero, ¿qué sucede si está trabajando en un trabajo de reparación o en un proyecto de construcción que no se rige por los códigos de soldadura o las instrucciones explícitas del ingeniero?
Ahora le corresponde a usted, el soldador, seleccionar el electrodo de soldadura adecuado para la tarea en cuestión. Esta guía lo ayudará con esta responsabilidad al ayudarlo a reducir su selección y elegir el electrodo de soldadura (comúnmente conocido como “varillas” en talleres y lugares de trabajo) que mejor se adapte a su aplicación.
Comencemos observando los dos tipos principales de varillas de soldadura.
Tipos de varillas de soldadura
Varillas/electrodos consumibles
Un electrodo consumible es efectivo cuando el electrodo y el metal de aporte son iguales. Cuando el electrodo se pone en contacto con la pieza de trabajo y se convierte en parte del charco de soldadura fundida donde el electrodo, el fundente, es decir, el revestimiento protector y el metal base se unen en la junta de soldadura, está utilizando un electrodo “consumible”. . Todos los electrodos de soldadura que se utilizan con soldadura por arco de metal blindado (SMAW) se consideran consumibles.
Varillas/electrodos no consumibles
Los electrodos no consumibles, por el contrario, generalmente se asocian con la soldadura por arco de gas tungsteno (soldadura TIG). En la soldadura TIG, el electrodo no consumible se asegura en la antorcha TIG y se usa para iniciar y mantener el arco, pero en ningún momento debe consumirse en el charco de soldadura fundida. Se agrega un relleno de metal desnudo separado al charco de metal de soldadura fundido para completar la unión de soldadura. Los electrodos comunes de este tipo incluyen electrodos de tungsteno.
Números de varillas de soldadura
Los electrodos de soldadura se clasifican según los números impresos en el extremo de cada varilla de soldadura contenida en el paquete. Los números le indicarán al soldador de un vistazo la clasificación de resistencia a la tracción, la posición en la que se puede usar la varilla para soldar y las características distintivas de cada varilla de soldadura.
La Sociedad Estadounidense de Soldadura (AWS) estableció un sistema para clasificar los electrodos de soldadura en función de la resistencia, las posiciones de soldadura que se utilizarán, el tipo de recubrimiento de fundente y los elementos de aleación si los electrodos están aleados.
¿Qué significan los números de las varillas de soldadura?
Las designaciones numéricas impresas en cada varilla de soldadura disponible en el mercado nos ayudan a tomar una decisión informada. Para los fines de este artículo, limitaremos la selección de electrodos al proceso de soldadura por arco de metal blindado (SMAW), más comúnmente conocido como soldadura de “revestimiento”. Los criterios para seleccionar alambres de soldadura para soldadura GMAW (MIG), soldadura FCAW (núcleo fundente) y soldadura GTAW (TIG) comparten muchos de los mismos principios fundamentales.
Los primeros 2 números
Según la designación de AWS, los primeros dos, y en algunos casos tres números en la varilla de soldadura se refieren a la resistencia a la tracción, es decir, la capacidad de resistir la separación, X 1,000. Por ejemplo, en la designación 7018, el número “70” significa que una soldadura bien hecha con 7018 puede soportar 70 000 libras por pulgada cuadrada (psi) de tensión de tensión.
Una soldadura con una varilla clasificada como 11018 puede soportar 110 000 libras por pulgada cuadrada (psi) de tensión de tracción. La varilla de soldadura 6010 de uso común solo está clasificada para 60,000 psi.
El tercer número
El tercer número se refiere a la posición en la que puedes usar la varilla. Un “1” significa que la varilla se puede utilizar en todas las posiciones. Un “2” generalmente significa que la barra se puede usar plana y horizontal. El número “4” está restringido únicamente a la posición plana.
el ultimo numero
El último número de la secuencia se refiere a la clase de varilla o cualquier característica distintiva particular, especialmente las cubiertas de fundente. Por ejemplo, en una varilla de soldadura 7018, el “8” significa que es una varilla de bajo hidrógeno con recubrimiento de fundente básico.
El “0” en 6010, 7010 y 8010 son una clase de “congelación rápida” con recubrimiento de fundente celulósico (lo que significa que el charco de soldadura fundida se solidifica muy rápidamente), lo que lo hace ideal para trabajos de soldadura fuera de posición. El “1” en el último número de 6011 es muy similar en características al 6010 pero se usa en fuentes de alimentación de CA.
Para los electrodos de soldadura de baja aleación, la designación también puede incluir el contenido de aleación en el último dígito, como en el caso de E7018-A1, lo que significa que el electrodo contiene 0,5 % de molibdeno, etc.
Entonces, ahora que tenemos una comprensión básica de lo que significan los números y cómo leer las designaciones numéricas de varias varillas de soldadura en el mercado, analicemos cómo elegir la mejor para los requisitos específicos de su trabajo mediante la comprensión de las características de la varilla y los pros y los contras. de los electrodos de soldadura más utilizados en el mercado.
Varillas de soldadura comunes
E6010
E6010 es una caña muy popular y de uso común, y por una buena razón. Es fácil de iniciar el arco, penetrando profundamente y dadas sus características de spray-arco, permite altas velocidades de desplazamiento. Suelda muy bien en todas las posiciones.
Usos y Aplicaciones
El 6010 se usa comúnmente en la construcción de tuberías, refinerías, plantas de gas y tuberías de servicios públicos junto con sus variantes 7010 y 8010. El E6010 también es muy indulgente con las imperfecciones de las juntas y las impurezas de la superficie. Su clasificación de “congelación rápida” (lo que significa que el charco de soldadura fundida se solidifica muy rápidamente) permite que el soldador experto rellene los espacios en las juntas, dentro de límites razonables. Por supuesto, eso puede resultar difícil, si no imposible, con otros tipos de electrodos. Sin embargo, debido a sus características de “congelación rápida”, las soldaduras 6010 no tienen la misma ductilidad que podría obtener de un electrodo 7018, por lo que no sería una buena opción para algo bajo estrés cíclico o donde se considere la ductilidad.
El E6010 penetra muy profundamente en el metal base, y hacerlo demasiado caliente y rápido puede resultar en inclusiones de escoria recortadas y atrapadas. 6010 pertenece a la familia de electrodos de soldadura de celulosa y, por lo tanto, hay una cierta cantidad de humedad inherente en la varilla. Si se permite que se seque por permanecer demasiado tiempo en un clima seco y polvoriento, la varilla puede “clavarse”, donde el fundente tiende a quemarse hacia un lado de la varilla, lo que hace que el arco favorezca un lado de la vigueta. sobre el otro. Cuando esto sucede, generalmente es mejor deshacerse de la varilla y tomar otra. 6010 se usa mejor en tuberías, especialmente para pasadas de raíz, barandas y aplicaciones de láminas de metal. Debido a sus características de arco, puede resultar en más salpicaduras, tiempo de limpieza y costos más altos.
E6011
La distinción principal entre 6010 y 6011 es que 6011 funciona con una fuente de alimentación de CA. 6011 se ha denominado durante mucho tiempo como “varilla de granjero”.
Usos y Aplicaciones
En 1916, James Lincoln hizo que la soldadora de arco eléctrico estuviera disponible comercialmente y comenzó a vender máquinas de soldar a los agricultores de todo el Medio Oeste. La historia cuenta que $100 le dieron la máquina, una caja de varillas 6011 y un día de lección de soldadura.
E6013
El 6013 es un viejo recurso en algunas aplicaciones de chapa de metal de trabajo liviano debido a su penetración superficial, alta velocidad de desplazamiento y el hecho de que es muy indulgente con las impurezas de la superficie.
Usos y Aplicaciones
Si uno fuera a reparar un viejo guardabarros de tractor o similar, esta varilla sería muy adecuada para la tarea. Muy indulgente con las uniones de soldadura irregulares y las impurezas de la superficie como la pintura y el óxido, esta varilla puede hacer reparaciones menores rápidas y fáciles con soldaduras visualmente agradables con una limpieza mínima. Esta varilla también funciona en máquinas con fuente de alimentación de CA. Estos electrodos son conocidos por su fácil uso y perfiles de soldadura suaves pero con penetración limitada y susceptibilidad al agrietamiento.
E7018
Este es otro electrodo de soldadura de uso muy común y se incluye en la clasificación de varillas de soldadura de “bajo hidrógeno”.
Usos y Aplicaciones
Hace décadas, los ingenieros estructurales enfrentaron problemas con el agrietamiento del subsuelo en edificios de acero, puentes y otras estructuras. Después de una extensa investigación, se identificó al hidrógeno, un componente clave en la humedad, como el culpable y, por lo tanto, surgió la serie de varillas de “bajo hidrógeno” (a menudo denominadas en el campo como “lo-hi”) y ha sido durante mucho tiempo un elemento básico en el mundo de la soldadura de acero estructural.
El E7018 no viajará tan rápido como el E6010, pero dada su clasificación de “llenado congelado” (el charco de soldadura fundida se solidifica más lentamente que las varillas de congelación rápida), las soldaduras hechas por E7018 tienen mayor ductilidad y se debe considerar su uso en soldaduras donde la ductilidad en situaciones de estrés cíclico puede ser una preocupación. Algunos ejemplos de esto podrían ser edificios de acero estructural, puentes e incluso equipos de construcción y agrícolas. E7018, cuando se usa correctamente, puede producir algunas soldaduras muy hermosas con ondas simétricas muy ajustadas y un contorno suave en la soldadura terminada con salpicaduras mínimas. Un inconveniente potencial es que, si no se almacenan correctamente en un recipiente sellado o en un horno de varillas, las varillas 7018 pueden absorber humedad en la atmósfera, lo que puede provocar porosidad en las soldaduras.
E7018 se puede rechazar para llenar una situación de raíz abierta o donde hay un espacio en el ajuste, nuevamente, dentro de tolerancias razonables. Sin embargo, la limpieza cuidadosa de las juntas es esencial porque el E7018 es susceptible a la porosidad, a menudo causada por contaminantes de la superficie como grasa, pinturas, aceites o suciedad. E7018 generalmente requiere fuentes de alimentación de CC, aunque las versiones de CA de esta varilla se pueden encontrar en cualquier distribuidor de suministro de soldadura.
E7024
Comúnmente conocido como “varilla de chorro” en el campo debido a sus altas tasas de deposición, E7024 es una excelente opción de varilla cuando necesita depositar una gran cantidad de metal rápidamente.
Usos y Aplicaciones
Grandes vigas estructurales, placas de base, columnas y grandes porciones de equipos pesados se pueden soldar muy rápida y eficientemente con 7024.
Como sabemos ahora, el “2” en 7024 significa que esta barra en particular está limitada a aplicaciones planas y horizontales. Pero si estás en una sección pesada de la placa con una junta relativamente uniforme, esta caña puede ser una gran elección. Permite que el operador suelde con una alta velocidad de desplazamiento y es muy indulgente con el ángulo de desplazamiento y el ángulo de trabajo. Similar al E7018, la escoria se romperá con bastante facilidad con una salpicadura mínima en una soldadura completada correctamente.
Una cosa que el soldador de nivel de habilidad principiante e intermedio debe tener muy en cuenta es que, aunque el 7024 es muy indulgente en el ángulo de trabajo y el ángulo de desplazamiento, aún es importante mantenerse enfocado en el charco de soldadura fundida. El E7024 puede dejar pequeños vacíos de fusión en la soldadura que quizás tenga que volver a reparar, especialmente en configuraciones de juntas de soldadura de filete. Se requiere una fuente de alimentación de CC con una capacidad de alto rango de amperaje para hacer funcionar esta varilla, especialmente electrodos de mayor tamaño.
E309L
Esta es una varilla de soldadura muy versátil adecuada para la soldadura de los tipos de acero inoxidable más comunes que se encuentran en el mercado. (L se refiere a bajo contenido de carbono. Demasiado carbono en una soldadura de acero inoxidable puede disminuir en gran medida la resistencia a la corrosión, una característica que define al acero inoxidable).
Usos y Aplicaciones
Debido a su versatilidad, esta varilla se usa comúnmente en situaciones de mantenimiento y reparación.
Una buena elección de electrodo si no se conoce con absoluta certeza el grado específico de acero inoxidable, E309L ofrece una tasa de deposición muy alta y buena resistencia al agrietamiento. Otro punto que vale la pena mencionar aquí es que si alguna vez se encuentra en la situación de soldar acero al carbono con acero inoxidable, el 309 ha sido durante mucho tiempo la elección de muchos soldadores. Muchos soldadores y talleres de reparación mantienen un pequeño tubo de 309 en el estante por esta misma razón. E309L hace soldaduras hermosas pero puede ser difícil de ejecutar en aplicaciones fuera de posición.
E4043
Esta es una varilla de soldadura de aluminio que es muy versátil y se puede usar con la mayoría de los grados de aluminio que probablemente encuentre en trabajos de soldadura de reparación menores. La soldadura de aluminio puede ser complicada e incluso más difícil fuera de su posición. Debido a la capacidad del aluminio para conducir el calor con tanta rapidez, en la práctica puede ser necesario un poco más de ensayo y error que el que se requiere con muchos de los electrodos de acero al carbono mencionados, pero sin duda se puede lograr. Dado que el aluminio es un metal muy blando y poroso, tiende a absorber cualquier cosa con la que entre en contacto, especialmente cosas como grasas y aceites. Por lo tanto, la limpieza y la preparación de las juntas son especialmente importantes cuando se suelda sobre aluminio. El ácido muriático, un soplete de capullos de rosa y un cepillo de alambre pueden ser herramientas especialmente útiles para este propósito. Muy similar al E7018, los electrodos de aluminio pueden atraer la humedad, por lo que es importante almacenarlos en un lugar cálido y seco.
Hay tablas de electrodos y tamaños de soldadura disponibles en línea que el soldador principiante puede encontrar muy útiles cuando intenta seleccionar el tamaño de varilla adecuado, pero enfatizaría que estos solo deben usarse como guías, no como reglas estrictas y rápidas. Hay muchos factores a tener en cuenta al seleccionar el electrodo de soldadura del tamaño adecuado (grosor del material, diseño de la unión, requisitos de resistencia, posición en la que se soldará, etc.) que este tema merece su propia discusión por separado. Dicho esto, ninguna guía reemplazará su ojo como juez de una soldadura correctamente hecha. Su soldadura completa debe tener una uniformidad razonable, sin grietas, falta de fusión con el metal base u otros pases de soldadura, y tener imperfecciones mínimas, como muescas, escoria o porosidad.
Todo esto viene con el tiempo y la práctica. Quema varillas hasta que te canses, luego quema algunas más. Así es como los buenos soldadores alcanzan el nivel necesario de consistencia para realizar las soldaduras de calidad de las que depende el cliente.
Cómo almacenar varillas de soldadura
Las varillas de soldadura deben almacenarse en algún lugar en un ambiente cálido y seco donde el fundente o la capa protectora exterior no entren en contacto con la humedad u otros contaminantes que podrían ser perjudiciales para la capacidad de la varilla de producir soldaduras sólidas, sin defectos.
El E7018, que es particularmente sensible a la contaminación por humedad, debe almacenarse en un horno de secado de varillas durante algún tiempo antes de su uso según las recomendaciones del proveedor. Es una buena práctica examinar el extremo de cada varilla antes de comenzar a soldar. Si se rompe algún fundente del electrodo de soldadura, existe la posibilidad de porosidad al comienzo de la pasada de soldadura.
Preguntas frecuentes sobre varillas de soldadura
¿Se supone que el 6010 debe almacenarse en un horno de varilla?
6019 o cualquiera de las varillas de la serie 10 nunca deben almacenarse en un horno de varillas. Las varillas de la serie 10 son varillas de celulosa, por lo que hay una cierta cantidad de humedad en el fundente cuando son nuevas y recién sacadas del paquete. Un horno de varillas secará las varillas para que el fundente se caiga y se desprenda durante la soldadura y provoque que el arco favorezca un lado de la unión soldada. Cuando te encuentras con esta dinámica, por lo general es mejor tirar la caña y conseguir unas nuevas.
¿Se puede usar una varilla de soldadura más de una vez?
Absolutamente puedes. No existe un procedimiento estándar que lo prohíba. Si queda suficiente varilla para hacer la próxima soldadura o incluso algunas soldaduras por puntos simples, y el electrodo todavía está en buenas condiciones, entonces no hay razón para desperdiciarlo.
¿E7018 tiene que almacenarse en un horno de varilla?
Esto depende en gran medida de varios factores diferentes.
Si está en un trabajo bajo un código de soldadura, generalmente se requerirá un horno de varilla o, al menos, se recomendará encarecidamente.
Si se encuentra en un clima frío y húmedo donde la barra puede entrar en contacto con la humedad del ambiente, se recomienda encarecidamente un horno de barra.
Si se encuentra en un clima más seco donde la humedad no es un problema crónico y no tiene un trabajo que requiera hornos de varilla, entonces puede ser suficiente mantener el E7018 en un recipiente sellado. Sin embargo, vigile de cerca sus soldaduras.
Si está viendo problemas de porosidad y si el fundente en una varilla parece agrietado, entonces puede ser el momento de deshacerse de él y obtener algunas varillas nuevas.