El ABC de la soldadura por arco

Como la polaridad afecta el rendimiento del electrodo en la soldadura de arco

El término “polaridad” es usado para describir la conexión eléctrica de un electrodo en relación a la terminal de fuente de poder. Con corriente directa (DC), cuando el electrodo esté conectado al terminal positivo, la polaridad esta designada como corriente directa de electrodo positivo (DCEP). Cuando el electrodo esté conectado a la terminal negativa, la polaridad esta designada como electrodo negativo de corriente directa (DCEN). Cuando se usa corriente alterna (AC) la polaridad cambia cada mitad de ciclo de 50 o 60 Hz.

Porque GMAW usa mayormente DCEP

La mayoría de las aplicaciones de soldadura de metal gas de arco (GMAW) usan DCEP. Esa condición da paso a un arco estable, una suave transferencia de metal, derrame relativamente bajo, buenas características de línea de soldadura y profunda penetración para una amplia gama de corrientes de soldadura. En contraste, con DCEN, el tamaño de gota de soldadura derretida tiende a incrementarse y la transferencia de la gota se vuelve irregular, por lo tanto causa un mayor derrame. Sin embargo, algunos cables específicos con una composición química única se han desarrollado específicamente para DCEN, lo cual ofrece un excelente rendimiento en láminas galvanizadas. Los intentos en usar AC convencional han sido generalmente insatisfactorios, debido a la inestabilidad del arco en GMAW. Sin embargo, inversores de última generación y tecnología de control digital han desarrollado fuentes de poder GMAW pulsado de AC para láminas de metal.

SMAW es el proceso de soldadura más versátil en términos de polaridad

La gran mayoría de flujos de recubrimiento para electrodos cubiertos permiten el proceso SMAW ser los más versátiles en términos de polaridad. La mayoría de electrodos cubiertos usan ya sea AC o DCEP. Algunos electrodos, específicamente E6013 (RB-26), E6019 (B-17) y E7024(ZERODE-43F) ofrecen un buen rendimiento con AC, DCEP o DCEN. No obstante, con tipos de electrodos de alta celulosa como E6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S), y E8010-P1 (KOBE-8010S) para la soldadura de tubo son diseñados para uso con DCEP solo para la transferencia de gota mas suave. Los electrodos de tipo de bajo carbón Cr-Mo tales como E7015-B2L (CMB-95) y E8015-B3L (CMB-105) también son diseñados para el uso con DCEP solamente, para un mejor rendimiento. Algunos electrodos específicos como LB-80UL para aceros de alta fuerza y NB-1SJ para aceros de baja temperatura se recomiendan usar solo AC para garantizar los estrictos requerimientos para fuerza y dureza de impacto del metal de soldadura en la fabricación.

Como la polaridad afecta SAW

La particular combinación de cable y flujo determina la opción de AC, DCEP o DCEN en SAW. Con DCEP, el radio de consumo de flujo (el radio del monto de basura al monto de metal depositado) es mayor que con AC por apenas 10 – 30% dependiendo del tipo de flujo. Consecuentemente, la composición química – y del mismo modo propiedades químicas – del metal de soldadura puede ser afectada por la polaridad, aunque el grado de efecto depende del tipo de flujo. Es por esto que una cuidadosa selección de combinación de cable y flujo es necesaria tomando en cuenta la polaridad de la fuente de poder a usarse cuando el requerimiento de calidad para el metal de soldadura es estricto. La tabla 1 muestra un ejemplo del efecto de la polaridad en una composición química y propiedades químicas del metal de soldadura. En estos resultados de test se reconocen marcadas diferencias en carbón, oxigeno, 0.2%PS, TS y IV entre AC y DCEP

Tabla 1. Un ejemplo del efecto de la polaridad en SAW usando un flujo de tipo fusionado y cable sólido para aceros suaves y aceros de alta Resistencia de 490N/mm2 (como en condición de soldado)
Polaridad C Si Mn P S O
AC 0.07 0.30 1.61 0.017 0.005 0.067
DCEP 0.05 0.35 1.67 0.018 0.006 0.098
Polaridad 0.2% PS
(N/mm2)
TS
(N/mm2)
El
(%)
RA
(%)
Av. IV at
–40°C
(J)
AC 462 565 30 70 93
DCEP 411 512 33 69 74

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