¿Qué es la soldadura con núcleo de fundente?
El núcleo fundente es un proceso de soldadura por arco que utiliza el calor generado por el arco de soldadura para fusionar metales. Un alambre específico, autoprotegido o con núcleo de fundente se alimenta continuamente al área de soldadura. A medida que el metal de aporte se funde, fusiona las dos piezas, otorgando una excelente resistencia a la soldadura.
Si bien todo lo que dijimos nos recuerda a la soldadura por arco metálico con gas (soldadura MIG), hay una diferencia significativa: el alambre con núcleo fundente.
Este alambre es un electrodo con núcleo de fundente hueco y tubular lleno de fundente. El fundente protege el metal de soldadura de la contaminación ya que forma una capa protectora de escoria. Como resultado, con la soldadura con núcleo fundente, no tiene que usar un gas de protección externo como con el alambre sólido.
Entonces, como señalamos en la introducción, la soldadura por arco con núcleo fundente combina la facilidad de uso de la soldadura MIG con la capacidad de soldar al aire libre o tratar con metal sucio, como con la soldadura por arco de metal blindado.
Tipos de soldadura por arco con núcleo fundente
Fundamentalmente, hay dos tipos de soldadura con núcleo fundente: soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW) y soldadura con núcleo fundente de doble blindaje.
Un proceso típico de soldadura por arco FCAW utiliza un alambre autoprotegido, y es el proceso en el que probablemente pensó por primera vez cuando escuchó las palabras soldadura por arco con núcleo fundente. Tiene su máquina de soldadura MIG/Flux Core y alambre de núcleo fundente, por lo que no necesita un gas de protección externo. Este proceso es más que adecuado para el trabajo diario al aire libre y es muy popular entre los soldadores de bricolaje, los propietarios de tiendas pequeñas y los entusiastas de la soldadura.
Una ventaja que hace que la soldadura con núcleo fundente sea un método de soldadura adecuado para la industria es la alta tasa de deposición con buena penetración. Como resultado, puede hacer su trabajo más rápido en comparación con el proceso de soldadura MIG. Sin embargo, las empresas aún utilizan la soldadura con electrodo revestido debido a los precios más altos de los alambres tubulares.
Soldadura FCAW de doble escudo
Los soldadores que requieren tasas de deposición y penetración aún más altas, generalmente en aplicaciones industriales de servicio pesado, pueden elegir otra opción del proceso FCAW, la soldadura con núcleo de fundente de doble escudo. En este proceso, el baño de soldadura está protegido tanto por el fundente del alambre de soldadura de doble protección como por el gas de protección.
Dado que las personas realmente usan FCAW en lugar del proceso MIG por la conveniencia de no tener que proporcionar el gas de protección, muchos se preguntan por qué optaría por la protección doble.
La respuesta es bastante simple: incluso velocidades y penetración más altas. Una vez que agrega gas de protección como el dióxido de carbono al proceso de alta penetración, obtiene la capacidad de soldar materiales significativamente más gruesos en comparación con la soldadura MIG. Además, los soldadores pueden utilizar un 75 % de argón y un 25 % de dióxido de carbono para obtener soldaduras de alta calidad manteniendo una penetración adecuada.
Sin embargo, este método podría no ser adecuado para soldar con corrientes de aire o viento, ya que puede volar el blindaje. No obstante, sigue siendo adecuado para aplicaciones de servicio pesado y cuando la productividad es crucial. Puede leer más sobre la soldadura de doble escudo en nuestro artículo detallado.
Equipos de soldadura de núcleo fundente
Para realizar con éxito el proceso de núcleo fundente, necesitará el equipo adecuado. Uno de los aspectos positivos es que el requisito de equipo es bastante bajo. Así que todo lo que necesita es una fuente de alimentación (soldador de núcleo fundente) con un soplete de soldadura adecuado y material de relleno.
Máquinas de soldadura de núcleo fundente
Las máquinas de soldadura con núcleo fundente son bastante populares hoy en día, ya que comúnmente forman parte de las soldadoras MIG o máquinas multiproceso. En casos raros, puede encontrar soldadores FCAW dedicados que generalmente son máquinas súper baratas, pero pierde la capacidad de ejecutar alambre MIG sólido.
En general, las máquinas con núcleo fundente utilizan corriente continua que puede ser de polaridad directa o inversa. Los cables autoprotegidos suelen utilizar DCEN, mientras que los cables con doble protección pueden funcionar con DCEP.
Al cambiar entre la soldadora MIG y el proceso FCAW, deberá invertir la polaridad en el interior o en el panel frontal de la soldadora.
Los soldadores FCAW aficionados suelen utilizar una entrada de alimentación de 110 V, pero también hay máquinas industriales de 230/460 V. Para uso como hobby, estará perfectamente bien con doble voltaje 110/220V. Sin embargo, si está buscando una máquina de soldar con núcleo fundente nueva, no dude en consultar las mejores máquinas del mercado.
En cuanto a la potencia de salida, la mayoría de los soldadores de núcleo fundente para aficionados tienen una clasificación de hasta 250 amperios, y usted está perfectamente de acuerdo con eso. Sin embargo, las aplicaciones de servicio pesado requieren más potencia, por lo que los soldadores pueden utilizar una entrada alta trifásica para producir más de 500 amperios.
Además del amperaje, debes buscar un ciclo de trabajo. El ciclo de trabajo representa cuánto tiempo puede funcionar la soldadora a un cierto amperaje antes de sobrecalentarse. Se expresa en porcentajes y un ciclo de trabajo del 60 % significa que la soldadora puede funcionar a plena potencia durante 6 minutos seguidos antes de hacer una pausa de 4 minutos. Tenga en cuenta que algunos de los más recientes soldadores inverter con núcleo de fundente pueden incluso
Además de proporcionar una fuente de alimentación constante, las soldadoras FCAW también incluyen varias piezas esenciales para la operación de soldadura. Es por eso que vienen con una antorcha de soldadura y un mecanismo de alimentación de alambre.
Pistola de soldadura FCAW
La antorcha para la soldadura por arco con núcleo fundente también puede funcionar con alambre sólido, y son una parte estándar de cualquier paquete y, a menudo, se les conoce como pistolas MIG.
Los fabricantes califican la antorcha de acuerdo con el amperaje que son capaces de soportar sin dañar los componentes.
Además, dado que la corriente de soldadura genera calor, la antorcha puede tener un enfriamiento separado.
Una antorcha enfriada por aire suele ser más pequeña y, como su nombre lo indica, se enfría con el aire circundante y el gas de protección. Como resultado, estas antorchas son adecuadas para aplicaciones comunes de servicio mediano a liviano, ya que tienen una capacidad nominal inferior a 500 amperios.
Las aplicaciones industriales de grado pesado generalmente se realizan a una potencia superior a 500 amperios, por lo que requieren una antorcha adecuadamente enfriada. Ahí es cuando se emplea el enfriamiento por agua, pero las antorchas son más voluminosas y difíciles de manipular.
Antes de elegir una antorcha, debe considerar sus aplicaciones y el amperaje requerido. Sin embargo, cuanto más grande no siempre es mejor, ya que las antorchas de mayor calificación pueden ser voluminosas y difíciles de usar.
Alimentador de alimentación de alambre
El mecanismo de transmisión de alambre en las soldadoras de núcleo fundente suministra un electrodo de alimentación continua al charco de soldadura. Por lo tanto, el alimentador debe funcionar bien y de acuerdo con los parámetros de velocidad del alambre de entrada para obtener los mejores resultados. El alimentador de alambre consta de rodillos impulsores que guían el alambre, un tensor, un motor y un revestimiento.
Este sistema generalmente distingue a los soldadores baratos de las máquinas decentes, ya que la confiabilidad varía. Los soldadores baratos generalmente cuentan con un alimentador de plástico, que tiende a romperse o causar atascos y anidación de pájaros. Por otro lado, los soldadores de alta calidad brindan alimentadores completamente metálicos o de aluminio que son duraderos y confiables. Debe revisar su alimentador si nota problemas para mantener el arco durante la soldadura.
Si bien puede realizar la técnica de soldadura MIG con rodillos ranurados comunes, el alambre con núcleo fundente es suave. Por lo tanto, para una alimentación suave de alambre tubular, necesitará rodillos moleteados. Los tensores también afectarán el desempeño de la alimentación; no quieres que la tensión sea demasiado alta o baja.
Metales de aporte FCAW
Los alambres autoprotegidos son una parte esencial del proceso FCAW, y son lo principal que hace que la soldadura MIG por arco con núcleo de fundente presente deficiencias.
Básicamente, el núcleo de los hilos fundentes es el mismo que el de los hilos macizos, pero los autoprotegidos están protegidos por una capa de fundente.
Entonces, mientras aplican metal de aporte a la unión soldada, también la protegen formando una capa de escoria. Una vez que haya terminado de soldar, debe eliminar la escoria, especialmente si está utilizando soldaduras de varias pasadas, para evitar inclusiones de escoria.
La sociedad estadounidense de soldadura (AWS) clasifica el metal de aporte en varias categorías diferentes, como acero al carbono, acero de baja aleación y electrodos de acero inoxidable. El alambre E71T-11 se puede utilizar en cualquier posición y es una opción versátil común disponible en diferentes diámetros (0,030-0,045) y adecuado para la mayoría de los aceros al carbono. Sin embargo, dado que FCAW no es adecuado para metales más delgados, los cables no bajan de 0,030.
La clasificación es estándar, y en el cable E71T-11 que mencionamos anteriormente, «E» indica un electrodo; “7” muestra la resistencia a la tracción mínima en unidades de 10 000 psi y “1” indica las posiciones de soldadura (todas las posiciones). «T» significa tubular, y el sufijo «11» denota rendimiento y capacidad de uso.
Técnica de soldadura por arco con núcleo fundente
Después de familiarizarse con los equipos de soldadura FCAW comunes, es el momento de la soldadura real. La soldadura con núcleo fundente es tan sencilla como el proceso de soldadura MIG, pero hay varias precauciones y cosas que debe considerar antes de profundizar. Veamos cómo se realiza.
Preparación de soldadura
Aunque la soldadura por arco con núcleo fundente es conocida por su buen desempeño en metal base sucio o contaminado, siempre debe limpiar una junta de soldadura. Si bien la limpieza no es tan esencial como para la soldadura TIG, querrá usar el cepillo de alambre o la amoladora para limpiar cualquier óxido o cascarilla de laminación.
Cuando suelde materiales significativamente más gruesos (más de 1/4″), debe biselar los bordes para una mejor fusión. Además, puede utilizar un enfoque de pasadas múltiples, en el que FCAW se puede utilizar tanto para pasadas de raíz como de relleno. Sin embargo, FCAW también se usa comúnmente en la soldadura de tuberías para rellenar la junta después de una pasada de raíz TIG. En cuanto a resistencia y apariencia, los resultados son similares en comparación con la soldadura con electrodo revestido 7018.
Selección del metal de aporte
Como cualquier otro proceso de soldadura, debe hacer coincidir el metal de aporte con el metal soldado para lograr propiedades mecánicas uniformes. Su elección dependerá únicamente de la composición del metal base y la clasificación del metal de aporte puede ayudarlo a determinar sus necesidades.
Si usted es un aficionado que normalmente trabaja con acero dulce, el cable de electrodo E71T-11 hará casi todo su trabajo. Sin embargo, si suelda metales específicos, deberá consultar la clasificación AWS A5.20.
Además, deberá ajustar el grosor del electrodo con núcleo fundente de acuerdo con el grosor del metal de soldadura. Como aficionado a la soldadura de materiales más delgados, el alambre 0.030 hará el trabajo. A medida que el metal se vuelve más grueso, puede cambiar a 0,035, o en aplicaciones específicas de servicio pesado, incluso a 0,045 hilos.
Ajuste de parámetros de soldadura
Ajustar su soldadora FCAW puede ser complicado, ya que cada fabricante recomienda diferentes configuraciones para su máquina. Por lo tanto, no existe un enfoque universal, por lo que si eres un completo principiante, tendrás que pasar por un proceso de prueba y error.
El voltaje elegido y la velocidad de alimentación del alambre dependerán del diámetro del alambre y del grosor del material. Si no está seguro, siempre puede consultar el interior del compartimento de cables o el manual de instrucciones para obtener recomendaciones.
Los controles de la pantalla son intuitivos y fáciles de usar. Imagen de weldtipsandtricks.com
Algunos soldadores incluso incluyen controles inteligentes para principiantes, en los que ingresa el grosor del metal y el diámetro del alambre, y el soldador establece automáticamente el voltaje y la velocidad del alambre. Independientemente de los parámetros, si ha estado realizando soldaduras MIG, no olvide cambiar a polaridad directa o negativa del electrodo.
Además, asegúrese de ajustar la tensión del alambre y cambie los rodillos por alambre fundente. Una alimentación de alambre deficiente dará como resultado un arco inestable y es posible que tenga que lidiar con el anidamiento de pájaros o el enredo de alambre.
Técnica de soldadura
Si eres un soldador principiante, practicar la técnica adecuada puede llevar algún tiempo. Sin embargo, siempre que comprenda los fundamentos, lo hará bien. Si bien existe una discusión eterna sobre si empujar o tirar en las soldaduras MIG, en la soldadura por arco con núcleo fundente, siempre debe arrastrar (tirar).
La punta de la pistola de soldadura apunta hacia el baño de soldadura y se arrastra en un ángulo de recorrido de 5 a 15 grados. Si aumenta el ángulo de recorrido o presiona FCAW, podría lidiar con salpicaduras, menos penetración y un arco inestable.
Mientras que el ángulo de recorrido está entre 5 y 15 grados, el ángulo de trabajo puede cambiar según la configuración de la junta. Las soldaduras a tope que se realizan a 180 grados requerirán un ángulo de trabajo de 90 grados. En la unión en T configurada a 90 grados, el ángulo de trabajo cambiará a 45 grados. Las soldaduras de filete requerirán un ángulo de trabajo de entre 60 y 70 grados.
Además del ángulo de trabajo y recorrido, deberá ajustar los parámetros de soldadura cuando trabaje en diferentes posiciones de soldadura:
- La soldadura horizontal se puede realizar fácilmente, por lo general sin necesidad de un ajuste fino particular del voltaje y la velocidad del alambre. En aplicaciones específicas, el ángulo de recorrido puede reducirse de 0 a 15 grados mientras todo lo demás permanece igual.
- Las soldaduras verticales, tanto hacia arriba como hacia abajo, pueden ser complicadas ya que luchas contra la gravedad. Para obtener los mejores resultados, deberá ajustar la máquina al 10-15% de la configuración recomendada. V-up se usa comúnmente cuando se sueldan materiales más gruesos para una mejor penetración, mientras que V-down es más adecuado para metales más delgados.
- La soldadura por encima de la cabeza es particularmente desafiante con la soldadura FCAW, ya que es probable que obtenga resultados deficientes. Para tratar de reducir el voltaje y la alimentación de alambre en un 20-25% y mantener alta la velocidad de desplazamiento.
Ventajas y desventajas de la soldadura con núcleo fundente
Como cualquier otro proceso de soldadura, FCAW tiene sus altibajos. Si bien combinó los aspectos positivos de múltiples procesos de soldadura, todavía existen algunos inconvenientes. Entonces, veamos las ventajas y desventajas de la soldadura por arco con núcleo fundente.
Ventajas
- Soldadura al aire libre: una de las mejores partes de FCAW es la capacidad de usar la facilidad de uso de la soldadura con alambre, pero también poder trabajar al aire libre. No tiene que preocuparse por las corrientes de aire y transportar un cilindro para protección de gas como en la soldadura GMAW.
- Altas tasas de deposición: con una transferencia de metal adecuada, el núcleo fundente puede depositar una cantidad significativa de metal, lo que aumenta la productividad general. Por lo tanto, con FCAW, puede hacer su trabajo más rápido.
- Penetración profunda del arco de soldadura: la soldadura por arco con núcleo fundente produce una excelente penetración y, como resultado, es tan fuerte como la soldadura MIG o incluso más fuerte. Puede emplear gas de protección externo, como el dióxido de carbono, para lograr una penetración aún mayor en aplicaciones de servicio pesado.
- Preparación de soldadura más rápida: la soldadura por arco con núcleo fundente es más tolerante a la suciedad y otras contaminaciones en el metal base, por lo que se necesita menos tiempo para preparar la soldadura.
- Soldaduras de alta calidad: FCAW produce soldaduras de alta calidad que son fuertes y de buena apariencia.
inconvenientes
- Humos tóxicos: FCAW produce mayores cantidades de humos debido al fundente que sirve como gas de protección. Por lo tanto, siempre debe soldar en un área bien ventilada o usar un respirador de soldadura en espacios reducidos.
- El precio más alto del alambre con núcleo de fundente: los alambres autoprotegidos y de doble blindaje son más caros que los alambres sólidos y los electrodos revestidos. Si bien el precio inicial del cable es más alto, los costos pueden compensarse de alguna manera con una alta productividad. Hablamos más sobre la relación precio-productividad en nuestro artículo sobre los mitos del alambre con núcleo de fundente.
- Escoria de fundente: si bien la preparación de FCAW es más fácil, la eliminación de la escoria posterior a la soldadura es esencial, especialmente cuando se utiliza soldadura de varias pasadas.
- Equipos más complejos: las soldadoras de núcleo fundente son más complejas y más caras que las máquinas SMAW. Algunos componentes, como las pistolas MIG o los alimentadores de alambre, pueden afectar los resultados generales.
- No apto para metales delgados: la alta penetración de FCAW no se mezcla bien con metales delgados. Si bien hay un alambre que puede soldar aluminio, los altos diámetros y las penetraciones pueden quemar fácilmente láminas y otros metales delicados.
¿Cuál es la diferencia entre MIG y Flux Core?
Si bien tanto la soldadura por arco con núcleo fundente como la MIG son procesos de soldadura con alambre fundamentalmente similares, la principal diferencia está en la elección del alambre. MIG utiliza alambre sólido que requiere gas de protección externo, mientras que los alambres FCAW tienen capas de fundente, que reemplaza los gases de protección y protege el baño de soldadura de la contaminación atmosférica.
Dado que no hay necesidad de gas de protección, FCAW se puede realizar con éxito al aire libre, en el viento o en la corriente de aire. Sin embargo, el alambre FCAW produce humos más tóxicos debido al fundente en capas.
MIG y FCAW se pueden realizar utilizando la misma fuente de alimentación (soldadora), pero deberá cambiar la polaridad antes de soldar. Si bien el alambre MIG sólido es más económico, FCAW produce una penetración más profunda y puede quemarse fácilmente a través de la contaminación y la suciedad en la zona de soldadura.