La soldadura es técnicamente un trabajo manual, pero los soldadores aún necesitan tener una buena cantidad de conocimientos técnicos para poder hacer su trabajo correctamente.
Una de las cosas que escucharía mucho si tomara una clase de soldadura, o incluso si simplemente fuera al taller, es ‘corriente de soldadura’. Muchas máquinas de soldar están etiquetadas como CA o CC, lo que describe la polaridad de la corriente de la máquina.
Entonces, ¿qué es la polaridad en la soldadura?
El circuito eléctrico que se forma cuando enciendes la máquina de soldar tiene un polo negativo y otro positivo. Esta propiedad se llama polaridad.
La polaridad es extremadamente importante en la soldadura porque elegir la polaridad correcta es lo que afecta la resistencia y la calidad de la soldadura. Con la polaridad incorrecta, podría obtener muchas salpicaduras, mala penetración y perder el control de su arco de soldadura.
¿Qué son las corrientes AC y DC?
AC significa corriente alterna, mientras que DC significa corriente continua. En la corriente CA, la dirección del flujo se alterna, mientras que en la CC solo hay una dirección. Por lo tanto, las máquinas de soldar y los electrodos que tienen la etiqueta DC tienen polaridad constante, mientras que las etiquetas AC significan que la polaridad cambia.
¿Cómo difieren las corrientes CA y CC en la soldadura?
Cuando se trata de soldadura por arco de metal blindado, la CC se usa ampliamente porque tiene muchos beneficios. La soldadura con CC da como resultado un arco más suave y estable, y puede iniciar el arco más fácilmente.
Da como resultado menos interrupciones y menos salpicaduras, y reduce las complicaciones en la soldadura vertical hacia arriba y por encima de la cabeza.
Sin embargo, si bien la CC tiene sus beneficios, la CA puede ser la opción preferida para otros casos, como para la capacitación en soldadura, ya que se usa con frecuencia con maquinaria de nivel de entrada y de bajo costo. También se prefiere la CA para su uso en la soldadura de construcción naval o en cualquier condición en la que el arco pueda soplar de lado a lado.
Tres tipos de polaridad
En la soldadura se utilizan tres tipos diferentes de polaridad.
Polaridad recta de corriente continua
Esto ocurre cuando el electrodo se hace negativo y las placas son positivas. Como resultado, los electrones fluyen desde la punta del electrodo hasta las placas base.
Polaridad inversa de corriente continua
Esto ocurre cuando el electrodo se hace positivo y las placas son negativas. Luego, los electrones fluyen en dirección inversa desde las placas base hasta el electrodo.
Polaridad de corriente alterna
Si la fuente de alimentación proporciona una corriente CA, la polaridad directa e inversa se producirá una tras otra en cada ciclo. Durante la mitad del ciclo, el electrodo será negativo y, por lo tanto, las placas base serán positivas. En la otra mitad, las placas base serán negativas y el electrodo, positivo. El número de ciclos que ocurren dentro de un segundo depende de la frecuencia del suministro.
Polaridad de electrodo de corriente directa positiva (DCEP) en soldadura por arco
Con una fuente de alimentación de corriente continua (CC), si el electrodo está conectado al terminal positivo y las placas base al terminal negativo, se denomina Electrodo de corriente directa positivo o polaridad inversa.
Los electrones se liberan de la placa base y fluyen hacia el electrodo a través del circuito exterior. El flujo continuo de electrones en el pequeño pasaje produce el arco.
Los electrones que se emiten desde las placas base se aceleran debido a la diferencia de potencial y golpean el electrodo a una velocidad muy alta. Esto hace que la energía cinética de los electrones se convierta en energía térmica, lo que da como resultado la generación de calor en la punta del electrodo.
Generalmente se acepta como regla que alrededor de dos tercios de todo el calor del arco se genera en el electrodo mientras que el resto se genera en la placa base. Esto hace que el electrodo se derrita rápidamente y aumenta la tasa de deposición de los electrodos consumibles.
Por otro lado, la placa base no se funde correctamente porque falta suficiente calor, y esto puede dar lugar a defectos como la falta de penetración o un alto refuerzo.
Sin embargo, la corriente de electrones que fluye desde la placa base elimina el aceite, recubriendo las capas de óxido o partículas de polvo presentes en la superficie de las placas base. Esto se llama acción de limpieza de óxido.
Ventajas de DCEP
DCEP tiene una mejor acción de limpieza del arco, por lo que hay menos posibilidades de defectos de inclusión. La deposición de alto volumen significa que la soldadura es más rápida.
Reduce la distorsión, la tensión residual y el corte completo, por lo que hay un mejor rendimiento para soldar placas delgadas. También es adecuado para unir metales con puntos de fusión bajos como el cobre.
Contras de DCEP
DCEP tiene una vida de electrodo más corta para electrodos no consumibles. Hay un alto nivel de refuerzo si la velocidad no se ajusta correctamente.
Con una fusión insuficiente y una baja penetración, no se pueden fusionar correctamente placas gruesas o metales con puntos de fusión altos.
Polaridad negativa del electrodo de corriente continua (DCEN)
En marcado contraste con DCEP, cuando el electrodo está conectado al terminal negativo y las placas base al positivo, se denomina Electrodo de corriente continua negativo o polaridad directa. Los electrones fluyen desde el electrodo hasta las placas base.
Esto hace que se genere más calor en la placa base que en el electrodo (nuevamente, lo opuesto a DCEP) y esto significa que la tasa de deposición de metal en el electrodo se reduce.
Esto también significa que se eliminan los defectos causados por una fusión insuficiente. DCEN, sin embargo, carece de acción de limpieza, por lo que pueden aparecer defectos de inclusión si no limpia correctamente las placas base antes de soldar.
Ventajas de DCEN
DCEN significa que es posible una fusión suficiente de los metales base y, por lo tanto, una penetración adecuada. La posibilidad de inclusión de tungsteno y bajo refuerzo también disminuye. DCEN es la mejor opción para metales con puntos de fusión altos como el acero inoxidable. Las placas gruesas también se pueden unir correctamente.
Contras de DCEN
No hay acción de limpieza de arco en DCEN, por lo que aumentan las posibilidades de defectos de inclusión. También hay un alto nivel de distorsión y una alta generación de tensiones residuales.
Hay una zona más amplia afectada por el calor, lo que provoca una baja productividad debido a la baja tasa de deposición. No es adecuado para la soldadura de chapas finas.
Polaridad de corriente alterna
La polaridad de CA ofrece ventajas tanto de DCEP como de DCEN, ya que ambos ocurren en un ciclo, pero solo hasta cierto punto.
La polaridad de CA ofrece una acción moderada de limpieza del arco y es compatible con la mayoría de los tipos de electrodos, pero no con todos. Permite una mejor fusión y penetración del metal y es adecuado para una amplia gama de espesores de placa.
¿Cómo afecta la polaridad al rendimiento de la soldadura por arco?
La polaridad es uno de los factores cruciales que influyen en la calidad de las uniones soldadas. Antes de comenzar a soldar, debe seleccionar la polaridad correcta según los requisitos, los rellenos, el tipo de electrodo y el material base.
Los parámetros comúnmente afectados por la polaridad de la soldadura son:
- Deposición de relleno. Con electrodos consumibles, la polaridad DCEP aumenta la tasa de deposición.
- Penetración de soldadura. La polaridad DCEN aumenta la penetración de la soldadura.
- Limpieza de placa base. DCEP facilita la limpieza de las placas base y reduce el riesgo de defectos de inclusión.
- Reforzamiento. DCEP provoca un modo globular de transferencia de metal y aumenta el ancho del cordón de soldadura.
- Zona afectada por el calor (ZAT). La polaridad DCEN hace que las placas base se calienten rápidamente y, si no se ajusta la velocidad, la HAZ se ensancha.
- Aspecto del cordón de soldadura. Esto depende de muchos otros factores, pero ocurre principalmente en la función de corriente alterna.
¿Cómo se selecciona la polaridad correctamente?
La selección de la polaridad de soldadura requiere una cuidadosa consideración de una gran cantidad de factores. Algunas de las básicas son:
- El aluminio o el magnesio como metal base funcionarían mejor con DCEP porque pueden romper la capa de óxido que está presente en la superficie de la placa. El punto de fusión de ambos es bastante bajo, por lo que no requiere una gran generación de calor cerca de la placa base.
- Para titanio o acero inoxidable, AC es una mejor opción ya que puede brindarle todas las ventajas. Sin embargo, DCEN puede aumentar la HAZ.
- Si el material de trabajo tiene una emisión de electrones deficiente o necesita alto voltaje, entonces DCEP puede resultar en un arco inestable.
- Si la placa base es demasiado gruesa, entonces es preferible DCEN y se requiere la preparación de los bordes. De manera similar, para placas delgadas, DCEP es mejor.
- En la soldadura TIG, DCEP puede provocar la formación de una bola en la punta del electrodo, lo que puede reducir la vida útil del electrodo y provocar un defecto de inclusión de tungsteno.
Preguntas relacionadas
¿Cuál es la diferencia entre polaridad directa e inversa?
En polaridad recta, el electrodo es negativo y las placas base son positivas. En polaridad inversa, los electrodos son positivos y las placas base son negativas. La polaridad directa ofrece una alta penetración, mientras que la polaridad inversa ofrece una mayor tasa de deposición.
¿Es mejor la polaridad inversa o directa?
Dado que diferentes materiales tienen diferentes requisitos, cualquiera de estos dos tipos de polaridad puede adaptarse a diferentes materiales.
¿Qué sucede si sueldas con la polaridad incorrecta?
El uso de la polaridad incorrecta podría provocar salpicaduras, mala penetración y falta de control sobre el arco.