Soldadura por Arco Eléctrico: Proceso, Técnicas y Aplicaciones

Fundamentos de la Soldadura por Arco Eléctrico

Como el nombre lo sugiere, es un arco eléctrico que se establece entre las partes a soldar y un electrodo metálico. La energía eléctrica, convertida en calor, genera una temperatura en el arco cerca de 5,500 grados centígrados (10,000 °F), causando la fundición de los metales y, posteriormente, la unión.

Protección del Metal Fundido

Uno de los principales problemas en soldadura es el comportamiento de los metales ante la combinación de los agentes atmosféricos y los cambios en su temperatura. El método de proteger el metal caliente del ataque de la atmósfera (oxidación) es uno de los mayores problemas a resolver. Las técnicas desarrolladas van desde la "Protección por fundente" (*Flux Covering*), hasta la de “Protección por gas inerte”: son escudos protectores del oxígeno del aire. En algunas instancias, la atmósfera es removida completamente usando sistemas de vacío (soldadura por haz de electrones).

El Proceso de Soldadura por Arco

El proceso se realiza mediante un arco eléctrico que es mantenido entre la punta de un electrodo cubierto y la pieza a trabajar (Ver Figura No. 6). Las gotas de metal derretido son transferidas a través del arco y son convertidas en un cordón de soldadura. Un escudo protector de gases es producido por la sublimación del material fundente que cubre el electrodo. Además, la escoria derretida flota sobre el cordón de soldadura donde protege el metal soldado aislándolo de la atmósfera durante la solidificación. Esta escoria también ayuda a darle forma al cordón de soldadura, especialmente en soldadura vertical y sobre cabeza. La escoria debe ser removida completamente después de cada cordón.

Historia y Evolución

En 1904, Oscar Kjellberg fue el inventor del electrodo cubierto, y con este, la invención de la soldadura de arco. Ahora, cientos de diferentes variedades de electrodos son producidos, a veces conteniendo aleaciones para el trabajo estructural metálico, dando fuerza y ductilidad al cordón de soldadura. Las labores más ligeras son efectuadas usando potencia AC por el bajo costo de los transformadores que la producen. En cambio, el trabajo de alta producción industrial usualmente requiere de fuentes DC más poderosas y grandes rectificadores, para darle la polaridad exacta al proceso.

Aplicaciones Comunes

El proceso es mayormente usado para soldar aceros de bajo carbono en trabajos metálicos estructurales, fabricación de barcos e industrias en general. A pesar de lo relativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la remoción de la escoria, se mantiene como una de las técnicas más flexibles y sus ventajas en áreas de acceso restringido son notables.

Equipamiento

El equipo de soldadura por arco eléctrico puede variar en tamaño y complejidad, siendo la diferencia principal del proceso de crear el arco, el método usado para separar la atmósfera o crearla y el material consumible empleado para ser aportado al proceso.

Tipos de Soldadura por Arco Eléctrico

Entre los procesos de arco eléctrico se incluyen:

• MMA/SMAW (Manual Metal Arc/ Shielded Metal Arc Welding): Conocido como soldadura manual de electrodo recubierto.
• GMAW (Gas Metal Arc Welding) o también conocido como MIG (Metal Inert Gas).
• SAW (Submerged Arc Welding): Sistema de alta deposición por arco eléctrico sumergido en fundentes sólidos (en polvo).
• GTAW (gas tungsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas).

Conclusión

Todos los sistemas de soldadura han alcanzado un alto grado de tecnología que lleva a la consecución de uniones garantizadas, duraderas y con alto índice de repetitividad en su calidad. En esta guía haremos referencia a la soldadura tipo MIG y TIG, las cuales son las más sobresalientes y la soldadura MIG, la encontramos en el laboratorio de producción.