Soldadura por Arco Eléctrico: Conceptos Clave, Fundamentos y Principios de Operación

Concepto de Soldadura por Arco

La soldadura por arco es un método para unir dos piezas de metal, formando una sola pieza sólida. Esto se logra concentrando el calor de un arco eléctrico en los bordes de dichas piezas; la masa fundida se enfría, creando así una unión sólida.

Fundamentos del Proceso de Soldadura

El arco eléctrico se enciende entre el extremo de un alambre metálico y el metal base. Esto se logra golpeando suavemente el extremo del electrodo en el metal base, a no más de 2 cm de donde se comenzará a soldar. La corriente eléctrica salta, creando así un arco, el cual se mantiene a una distancia de 1.5 mm a 3 mm de la pieza que se está soldando.

Durante la ejecución, el control de tres variables (amperaje, voltaje y velocidad de soldadura) es el problema primario. El soldador debe controlar dos de ellas: la velocidad y el voltaje del arco. El arco desarrolla un intenso calor que funde el metal a ser soldado y forma una pileta líquida. El rango usual de corriente para soldaduras manuales va desde los 15 hasta los 500 amperios. El voltaje del arco oscila entre los 12 y los 40 voltios. Se define como metal de soldadura a la porción de metal base y metal de aporte que han sido fundidos y mezclados durante el proceso de soldadura.

Principios de Operación de la Soldadura por Arco

El proceso básicamente consiste en establecer un arco eléctrico entre un electrodo metálico y la pieza a ser soldada. El electrodo está recubierto con materiales que, cuando son consumidos por el arco eléctrico, se descomponen y realizan varias funciones:

• Produce un gas que protege el arco eléctrico y el metal fundido de los gases de la atmósfera.
• Promueve la conducción eléctrica a través del arco y lo estabiliza.
• Produce escoria en la pileta líquida a fin de limpiar el metal de soldadura y evitar que se produzcan enfriamientos excesivamente rápidos.
• Controla la forma del cordón de soldadura a través de materiales agregados para tal fin.

El equipo utilizado consiste en una fuente de poder de corriente constante, así como el uso de pinzas porta-electrodos aisladas, junto con los cables con la capacidad adecuada para conducir la corriente de trabajo y la pinza de masa.

Energía del Arco Eléctrico

Parte de esta energía es utilizada para fundir el metal base y parte para fundir el metal del electrodo y el revestimiento. Cuando la mayor liberación de energía se produce del lado del electrodo, mayor será la velocidad con que este se funde y más rápidamente se depositará el metal de aporte.

Cráter del Arco en Soldadura

Cuando se corta el arco en una soldadura, se formará un cráter si no existe suficiente metal de aporte para rellenar.

Estabilidad del Arco de Soldadura

La estabilidad del arco se refiere a la tendencia del arco a mantenerse encendido de forma estable a pesar de las condiciones cambiantes que se presentan.

Los factores que influyen son:

• Voltaje de circuito abierto.
• La transferencia del metal de aporte.
• El grado de ionización de la columna de gas por donde circula el arco.

Soplo del Arco Magnético

Debido a que el arco eléctrico, al ser una descarga eléctrica (es decir, estar constituido por partículas eléctricamente cargadas), se verá afectado por los campos magnéticos como si de imanes se tratara, haciendo que el arco se desvíe y se comporte de forma errática.