La soldadura por arco con núcleo fundente o FCAW es un subconjunto de la soldadura MIG. Como su nombre lo indica, esta técnica utiliza un electrodo con núcleo fundente para proporcionar material de relleno para la soldadura.
Aparte de esta diferencia, FCAW es lo mismo que soldadura MIG. La misma máquina de soldadura MIG se utiliza para FCAW. Solo el electrodo es diferente.
La soldadura por arco con núcleo fundente es una técnica factible para la construcción de puentes, la reparación de equipos pesados, la erección de acero estructural y aplicaciones similares desde los últimos años. Esto no sorprende si se considera la alta tasa de deposición y la simplicidad de este proceso de soldadura, lo que lo hace muy productivo y económico.
Fuente de alimentación para soldadura por arco con núcleo fundente
Este proceso de soldadura se puede realizar con una máquina de soldadura MIG; en muchos casos, no es necesario realizar ninguna modificación. En algunas situaciones, es posible que deba cambiar los rodillos para alimentar el electrodo. La punta de contacto también debe ser adecuada para acomodar el electrodo de alambre más grueso. Esto es lo mismo que hacer cambios para diferentes tamaños de cable.
Hay algunas máquinas de soldadura FCAW dedicadas. Sin embargo, estos soldadores de servicio pesado solo se encuentran en la industria. La principal diferencia entre estos soldadores FCAW y los soldadores MIG es que el primero tiene configuraciones de corriente y voltaje mucho más altas para soldar placas de metal gruesas.
Por lo tanto, si ya posee una máquina de soldadura MIG, puede comenzar a usarla de inmediato para la soldadura por arco con núcleo fundente.
Electrodos FCAW
Son los electrodos los que hacen que FCAW sea ligeramente diferente de la soldadura MIG. La soldadura MIG utiliza alambres sólidos como electrodos para material de relleno. FCAW utiliza cables de electrodos con un centro hueco que está lleno de fundente. Este fundente protege la junta de soldadura caliente de la corrosión y la contaminación al protegerla del medio ambiente.
Dado que el fundente puede proteger eficazmente la unión soldada de la atmósfera, la soldadura con núcleo de fundente es adecuada para la soldadura en exteriores. El proceso FCAW emplea material fundente al igual que la soldadura con electrodo revestido. Sin embargo, en Electrodos FCAWeste fundente se coloca en el núcleo en lugar de en el exterior como en los electrodos de soldadura revestidos.
Debido al fundente, la técnica FCAW posee varias ventajas sobre el proceso de soldadura MIG. Aquí están los cuatro beneficios significativos.
- El proceso FCAW tiene una tasa de depósito más alta por hora
- El método FCAW es adecuado para soldar metales oxidados y sucios de hasta ½ pulgada de espesor con una sola pasada
- Esta técnica de soldadura es excelente para soldar al aire libre. También funciona bien para aficionados y entusiastas del bricolaje.
- El proceso de FCAW es simple y se puede aprender rápidamente en un corto período de tiempo. No requiere un alto nivel de destreza manual como la soldadura TIG.
Tasa de depósito
FCAW tiene un superior tasa de depósito en comparación con otros métodos de soldadura. Con la soldadura MIG, puede depositar un máximo de alrededor de 8 libras de alambre en una hora. Con el método FCAW, puede depositar hasta 25 libras de metal por hora. Este método, por lo tanto, tiene una productividad muy alta y es una opción particularmente buena para soldar secciones y piezas de metal gruesas. La tasa de depósito de FCAW no tiene comparación. Por lo tanto, este proceso de soldadura es uno de los favoritos entre los astilleros y otras industrias pesadas.
Proceso FCAW con metales oxidados y sucios
No es necesario tener una junta muy limpia para realizar la soldadura por arco con núcleo fundente. A diferencia de otros procesos de soldadura convencionales como TIG, MIG y Stick, FCAW puede tratar todo tipo de contaminantes además de aceites, agua y pintura. Incluso puede disolver la cascarilla de laminación y el óxido. FCAW es tan eficiente para soldar a través de óxido y cascarilla de laminación que es capaz de soldar una sección de metal de ½ pulgada de espesor con junta ranurada mientras logra una penetración completa en ambos lados en una sola pasada.
FCAW también es adecuado para todo tipo de puestos, lo que lo hace aún más ideal para astilleros e industrias pesadas.
Soldadura al aire libre
Si tiene alguna experiencia con la soldadura MIG, es posible que sepa que la soldadura MIG puede ser muy problemática si se lleva a cabo al aire libre. Puede resolver este problema simplemente cambiando su electrodo de alambre sólido a un alambre de electrodo con núcleo fundente, es decir, empleando FCAW. Este interruptor es muy conveniente ya que puede reemplazar el cable sólido con un cable con núcleo de fundente haciendo solo modificaciones menores.
La razón por la cual FCAW es resistente incluso en ambientes exteriores se debe al flujo. El fundente sirve para proteger la soldadura caliente contra las condiciones de viento de la misma manera que el proceso de soldadura con electrodo revestido.
Los operadores de soldadura, que realizan soldaduras por afición o reparaciones, pueden usar FCAW sin gas de protección en la mayoría de los casos. Se necesita menos equipo, lo que hace que el proceso sea más simple y conveniente.
Nivel de habilidad requerido
A diferencia de otros métodos de soldadura avanzados, no necesita un alto nivel de destreza manual para realizar soldaduras satisfactorias con FCAW. Es bastante similar a la soldadura MIG. Lo único que debe hacer es configurar correctamente la máquina de soldar de acuerdo con la aplicación de soldadura. Una vez que se logra eso, debe apuntar la boquilla correctamente para crear la soldadura.
FCAW es mucho más fácil que la soldadura TIG. En la soldadura TIG, debe usar ambas manos: el tungsteno no consumible se sujeta con una mano y el alambre de relleno se une con la otra. Debe alimentar el alambre de relleno manualmente a la velocidad correcta. También necesita controlar el pedal para variar la corriente. Con FCAW, por otro lado, debe sostener la pistola de soldar sobre el lugar correcto. El hilo se alimenta automáticamente. La máquina debe configurarse correctamente para obtener la mejor calidad de soldadura.
Tipos de electrodos FCAW
Hay dos tipos de electrodos FCAW.
- Autoprotección
- Doble blindaje
El electrodo de autoprotección hace lo que su nombre indica. No hay necesidad de gas de protección para proteger la soldadura caliente. Este tipo de electrodo FCAW tiene material fundente, que puede proporcionar una protección adecuada contra la atmósfera. Por lo tanto, es una excelente opción para reparaciones generales y una de las mejores opciones para soldaduras en exteriores. Dado que los electrodos de doble protección no dependen del gas de protección, el proceso es mucho más sencillo y también se pueden reducir los costes.
El electrodo de doble protección necesita gas de protección para la protección contra la corrosión y el óxido. Para la mayoría de los casos, será suficiente una mezcla de 25 por ciento de dióxido de carbono y 75 por ciento de gas argón. La única forma de tener una buena idea del gas de protección más apropiado es ponerse en contacto con el fabricante del electrodo o la tienda de suministros para soldadura. Es mejor estar completamente seguro en lugar de arriesgarse a repetir el trabajo que conlleva la eliminación de soldaduras defectuosas y de mala calidad.
Tamaños de electrodos FCAW
Los cables FCAW vienen en diferentes tamaños. Necesitará los siguientes tamaños de alambre para la mayoría de sus tareas de soldadura.
Hay un sistema de designación para identificar diferentes electrodos. Por ejemplo, uno de esos cables es el E71T-1. Esto es lo que significa el nombre.
E – Esto implica electrodo
7: este número indica la resistencia a la tracción mínima de la soldadura en pulgadas cuadradas. Tienes que sumar cuatro ceros a este número para obtener la resistencia mínima a la tracción. En este caso, resulta ser 70 000 libras por pulgada cuadrada. Esto implica que la resistencia a la tracción mínima del metal de aporte es de 70 000 libras por pulgada cuadrada.
1 – Implica las posiciones de soldadura que puedes adoptar con este hilo. Solo hay dos números que se usan para este dígito: cero y uno. Cero significa que solo puede asumir la posición horizontal y plana con este electrodo. Uno implica que puede usar el electrodo en cualquier posición.
T – Abreviatura de tubular. Esta es la forma que esperaría en un alambre con núcleo fundente. El alambre es un tubo de metal de aporte lleno de fundente. En los electrodos MIG, el alambre es sólido. Habrá una designación S en este caso.
1 – Indica el tipo de flujo dentro del electrodo.
Configuración de la máquina de soldadura por arco con núcleo fundente
La configuración de la máquina es fundamental para lograr un rendimiento y una calidad de soldadura FCAW efectivos. Antes de configurar el dispositivo, debe asegurarse de que la tensión del rodillo esté ajustada correctamente. Debe haber suficiente tensión para alimentar el alambre sin que se deslice. Si los rodillos se tensan demasiado, el alambre puede aplastarse, en cuyo caso deberá volver a introducir el alambre.
Puede ajustar la configuración de calor configurando el voltaje y la velocidad de alimentación del alambre.
Si está utilizando electrodos de doble protección, entonces existe la tarea adicional de ajustar la tasa de flujo del gas de protección. El voltaje es una indicación de la velocidad a la que el calor se dirigirá a la soldadura. La velocidad de alimentación de alambre regula la velocidad a la que el electrodo de alambre entrará en el baño de soldadura. Esto se indica en pulgadas por minuto.
Como el proceso depende de una fuente de alimentación de voltaje constante, la corriente varía de acuerdo con la velocidad de alimentación del alambre. Mayor velocidad de alimentación significa mayor corriente.
Para facilitarle la configuración correcta, el fabricante incluye una tabla dentro de la máquina de soldar, que le muestra las pautas para la velocidad y el voltaje de alimentación de alambre, de acuerdo con los diferentes espesores de las secciones de metal.
Aunque estas recomendaciones son útiles, no es necesario seguirlas exactamente. Los ajustes deben ser suficientes para que el baño de soldadura fluya hacia la junta y penetre en toda la profundidad para soldar las dos superficies opuestas adecuadamente. La soldadura MIG, por otro lado, es más sensible a estas recomendaciones.
Hay dos tipos diferentes de mecanismos de transferencia que puede utilizar para FCAW.
- Transferencia por pulverización
- Transferencia globular
Transferencia por pulverización
Cuando cambie su máquina de soldar al modo de transferencia de rociado, notará un crujido distintivo. La soldadura se suele realizar con transferencia por pulverización.
Como sugiere el nombre, diminutas gotas de metal fundido pasan a lo largo del arco hacia el baño de soldadura en la transferencia por aspersión. Esto es similar a cómo sale el rocío a través de la manguera de jardín con la abertura restringida. La transferencia de rociado depende del diámetro del alambre y se realiza a alta velocidad de alimentación y voltajes. Una vez que se desarrolla el arco, dura toda la soldadura a diferencia de la transferencia de cortocircuito. Esta técnica de transferencia genera salpicaduras mínimas y se usa comúnmente para secciones gruesas en posición horizontal o plana.
Transferencia Globular
En la transferencia globular, el metal de aporte se transfiere a lo largo del arco en forma de gotas relativamente grandes. El tamaño de estas gotas es comparable al diámetro del electrodo. Este método de transferencia se emplea para acero al carbono. Por transferencia globular, la soldadura se realiza en posición horizontal o plana debido al gran tamaño de las gotas. El gran tamaño de las gotas hace que este proceso de soldadura sea más desafiante en las posiciones aéreas y verticales. La transferencia de arco de cortocircuito es más natural en comparación. El gran tamaño de las gotas conduce a una gran salpicadura.
Una transferencia globular es más adecuada para láminas delgadas y secciones de metal. La velocidad de alimentación de alambre y el voltaje están configurados para que el sonido de estallido se vuelva audible durante la soldadura. Podrá escuchar algunos chasquidos cada segundo a medida que se forman pequeños glóbulos, que caen en el baño de soldadura. Para la transferencia globular, debe usar un electrodo de doble protección. El gas de protección debe tener una alta proporción de gas argón para crear un arco estable.
Métodos de soldadura por arco con núcleo fundente
Los métodos de soldadura empleados para este proceso son sencillos. No necesita tener demasiada habilidad además de saber cómo configurar la máquina de soldar correctamente.
Puede llevar a cabo la soldadura por arco con núcleo fundente utilizando el método de derecha o de revés. Estos métodos también se utilizan en otros procesos de soldadura.
En el método de derecha, está empujando la piscina en la dirección de la soldadura. Con el método de derecha, obtiene una soldadura ancha pero poco profunda con un perfil bajo. Esta técnica de soldadura es adecuada para chapas finas y perfiles metálicos.
Por otro lado, la soldadura de revés crea una soldadura penetrante, profunda y estrecha con un perfil alto. Por lo tanto, es más adecuado para metales gruesos.
Puede usar el método de derecha o de revés junto con técnicas como círculos, latigazos y patrones de tejido. En la mayoría de los casos, puede soldar a una velocidad de desplazamiento constante. Agite el mango de lado a lado para extender la soldadura. Esta es la técnica general más útil, que funciona bien para todas las posiciones, ya sea que use el método de derecha o de revés. Puede realizar soldaduras en posición superior, horizontal o plana, tanto con la mano derecha como con la mano hacia atrás.
Aquí hay más consejos para mejorar la calidad de FCAW
Consejos para mejorar la calidad de FCAW y evitar problemas comunes
Aunque la soldadura por arco con núcleo fundente es más sencilla en comparación con otros métodos de soldadura, aún debe tener cuidado para evitar problemas comunes de soldadura. Puede prevenir la mayoría de estos problemas al comprender los factores detrás de su desarrollo y practicar bien. Infórmese sobre las soluciones a estos problemas para realizar soldaduras consistentes y de mejor calidad.
Problemas de alimentación de alambre
Puede reducir considerablemente el tiempo de inactividad tomando medidas para asegurarse de que no se produzcan problemas de alimentación de alambre. Los dos problemas de alimentación de alambre más comunes son el anidamiento de aves y el retroceso de la quema. Estos problemas tienden a extinguir el arco durante el proceso de soldadura, lo que puede provocar problemas de calidad de la soldadura.
En el retroquemado, el alambre se derrite para formar un depósito en la punta de contacto. Este problema es muy a menudo el resultado de una baja tasa de alimentación de alambre. Sostener la boquilla demasiado cerca del metal base también causará este problema. Para evitar este problema, asegúrese de que la velocidad de alimentación del alambre sea adecuada y de que la distancia entre la pieza de trabajo y la punta de contacto no supere las 1,25 pulgadas.
Como sugiere el nombre, el anidamiento de pájaros es la maraña de alambre que puede obstruir la alimentación del alambre. La mejor manera de evitar que ocurra este problema es utilizar rodillos impulsores con ranuras en U o V en el alimentador de alambre.
El electrodo de alambre FCAW es considerablemente más suave en comparación con el electrodo de alambre sólido utilizado en GMAW. Como resultado, si utiliza el rodillo impulsor incorrecto, comprimirá fácilmente el alambre blando con núcleo de fundente.
Establecer una tensión de rodillo impulsor adecuada evitará que el alambre se enrede o se aplaste. Para ajustar la tensión correctamente, debe comenzar liberando la tensión del rodillo impulsor. Desde este punto, puede comenzar a aumentar la tensión y avanzar media vuelta más allá del punto en el que el cable deja de deslizarse.
También hay otros factores detrás de la anidación de aves, como bloqueos de revestimientos, uso incorrecto de revestimientos y revestimientos incorrectamente recortados. Si durante una inspección regular de los cables y la pistola de soldar, nota que hay un bloqueo, reemplace la línea de inmediato. Utilice las herramientas adecuadas para recortar correctamente el revestimiento, como se menciona en las recomendaciones del fabricante. El revestimiento no debe tener bordes afilados ni rebabas. Asegúrese de estar utilizando el revestimiento más adecuado para el diámetro de su cable.
Seguimiento de porosidad y gusanos
El seguimiento de gusanos y la porosidad son algunos de los defectos más frecuentes que pueden reducir la integridad de las uniones soldadas. La porosidad se desarrolla cuando las burbujas de gas entran en el baño de soldadura y quedan atrapadas. El metal fundido se solidificará para formar agujeros debido a estas burbujas. Estos agujeros pueden formarse en un punto o a lo largo de toda la longitud de la soldadura. Para evitar que esto ocurra, asegúrese de eliminar toda la suciedad, la humedad, el aceite, los revestimientos, la pintura, la grasa y el óxido de la superficie de la sección de metal antes de comenzar a soldar.
También puede usar alambres con núcleo de fundente con desoxidantes que pueden remediar algunos de estos contaminantes. Sin embargo, nunca debe pensar que estos desoxidantes son un sustituto de la limpieza previa a la soldadura y la preparación de la pieza de trabajo.
Asegúrese de que la extensión del electrodo sea adecuada. La regla general a este respecto es que el cable no debe extenderse más allá de 1,25 delante de la punta de contacto.
El seguimiento de gusanos se refiere a las marcas creadas en la superficie por el atrapamiento de gas fundente. Puede evitar el seguimiento de gusanos evitando un voltaje demasiado alto. Configure el voltaje de acuerdo con la velocidad de alimentación del alambre y su corriente correspondiente. Debe consultar las instrucciones del fabricante del cable del electrodo para conocer los ajustes de voltaje. El voltaje requerido variará según el diámetro del cable, como se indica en las pautas del fabricante.
Si nota un rastro de gusanos mientras suelda, baje el voltaje en incrementos de medio voltio hasta que desaparezca el problema.
Inclusiones de escoria
La escoria producida por el fundente fundido puede quedar atrapada en el baño de soldadura fundido. Esto conduce a un defecto conocido como inclusión de escoria que puede deteriorar la integridad de la soldadura. La inclusión de escoria tiene varios factores. Con la técnica de soldadura correcta, todos estos factores pueden evitarse para evitar la inclusión de escoria.
El primer paso que debe tomar es evitar la colocación incorrecta del cordón de soldadura. Tenga mucho cuidado al hacer varias pasadas en secciones de metal más gruesas. Debe asegurarse de que haya espacio suficiente en la unión soldada para permitir pasadas adicionales. Tenga cuidado en este sentido, particularmente con las juntas que necesitan varias pasadas.
También debe tener cuidado de que la velocidad de desplazamiento y el ángulo de desplazamiento estén dentro del rango aceptable. El ángulo de arrastre debe oscilar entre 15 y 45 grados para posiciones elevadas, horizontales y planas. Para la posición vertical hacia arriba, el ángulo de arrastre debe ser de alrededor de 5 a 15 grados. Si nota inclusiones de escoria incluso para ángulos dentro de estos rangos, aumente lentamente el ángulo de arrastre.
Mantenga constante la velocidad de viaje. Si la velocidad de desplazamiento es demasiado baja, el baño de soldadura estará por delante del arco, lo que dará lugar a inclusiones de escoria.
A continuación, debe asegurarse de que la entrada de calor sea la adecuada. El calor de soldadura deficiente puede crear inclusiones de escoria. Siempre siga las pautas del fabricante del electrodo para el diámetro del cable del electrodo. Si aún encuentra inclusiones de escoria, aumente lentamente el voltaje hasta que se elimine el problema de la inclusión de escoria.
Finalmente, debe quitar toda la escoria solidificada entre pasadas de soldadura. Use un martillo picador seguido de un cepillo de alambre o una amoladora para asegurarse de que la superficie esté perfectamente limpia para la siguiente pasada de soldadura.
Falta de fusión y socavación
La falta de fusión y el socavado son defectos de soldadura que pueden reducir la calidad de la soldadura y debilitarla. Debe seguir los pasos que se describen a continuación para solucionar estos problemas y reducir los costos, así como el tiempo de inactividad que conlleva la repetición del trabajo.
Esta ranura puede derretirse dentro de la pieza de trabajo al lado de la superficie de soldadura sin ser rellenada con material de relleno. Esto se conoce como subcotización. Habrá una región débil alrededor de la superficie de la soldadura que puede causar grietas. Puede evitar la socavación configurando los valores apropiados para el voltaje y la corriente de soldadura. Consulte los parámetros de soldadura mencionados por el fabricante y configure el voltaje y la corriente en consecuencia.
Además, asegúrese de que el ángulo de la pistola esté dentro del rango aceptable. Mantenga una velocidad de desplazamiento constante para que haya tiempo suficiente para que el metal de aporte penetre en las regiones fundidas del metal base. Si está utilizando la técnica de tejido, haga una pausa cada vez que lea el lado del cordón de soldadura.
La falta de fusión se refiere a la falla del metal de aporte para fusionarse completamente con la pieza de trabajo. Puede evitar este problema permitiendo el nivel correcto de calor y manteniendo un ángulo de trabajo adecuado. Puede alcanzar el ángulo de trabajo correcto ensanchando la ranura para que se pueda acceder al fondo mientras suelda. También puede conservar el ángulo de trabajo correcto manteniendo el cordón del larguero en la ubicación correcta de la junta.
Asegúrese de que el arco permanezca en el borde posterior del baño de soldadura y mantenga el ángulo de la pistola entre 15 y 45 grados. Durante la técnica de tejido, haga una pausa momentánea cada vez que llegue a las paredes laterales de la ranura. Ajuste la velocidad de alimentación del alambre y aumente el voltaje hasta que haya una fusión completa. Si el alambre se adelanta al baño de soldadura, puede hacer ajustes simples para evitar que esto suceda. Puede configurar una corriente de soldadura más alta o aumentar la velocidad de desplazamiento para resolver el problema.
Penetración excesiva
Mientras suelda, debe controlar el nivel de entrada de calor para evitar problemas como la penetración extrema. La penetración extrema es un defecto de soldadura en el que el metal fundido atraviesa toda la profundidad de la sección de metal para colgar por debajo de la soldadura. A menudo es el resultado de un calor excesivo. Puede evitar este problema aumentando la velocidad de desplazamiento, reduciendo la velocidad de alimentación del alambre y configurando un voltaje más bajo.
Conclusión
La soldadura por arco con núcleo fundente o FCAW es un método de soldadura productivo y sencillo que se usa ampliamente en la industria. Continuará siendo relevante debido a su alta tasa de deposición y capacidad para unir secciones de metal gruesas de manera eficiente.