ELECTRODOS: NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN

1 PRINCIPIOS DE SOLDADURA 2

2 SOLDADURA DE ARCO 2

3 ELECTRODOS 2

3.1 Electrodos para acero dulce 2

3.2 Electrodos para acero inoxidable 3

3.3 Características de los electrodos de usos más frecuente 3

3.3.1 E 6010 celulósico convencional (Cellocord P) 4

3.3.2 E 6011 celulósico convencional (Cellocord AP) 5

3.3.3 E 7018 básico de baja aleación revestimiento simple ( Supercito) 6

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ELECTRODOS: NOMENCLATURA Y CLASIFICACIÓN

1 PRINCIPIOS DE SOLDADURA

La soldadura se define como la coalescencia localizada de metal que se produce mediante calentamiento a temperaturas convenientes, con la aplicación de presión o sin ella, y con utilización de metal de relleno o sin él. El metal de relleno puede tener, aproximadamente, el mismo punto de fusión que los metales base (como en la soldadura de arco o con gas), o puede tener un punto de fusión inferior pero arriba de 427°C (como en la soldadura fuerte). Según esta definición, la soldadura es distinta de la unión mecánica y de la ligazón adhesiva. El límite de 427 °C distingue a la soldadura fuerte de la soldadura suave, la cual no se analiza. La definición incluye como 34 procesos diferentes que caen bajo seis categorías generales: Soldadura de arco Soldadura de gas Soldadura de resistencia Soldadura fuerte Soldadura de estado sólido “Otros” procesos

De éstos, los primeros cuatro son muy importantes en la industria.

2 SOLDADURA DE ARCO

La soldadura de arco se define como un grupo de procesos de soldar en que se produce coalescencia mediante el calentamiento con un arco o con arcos eléctricos, con aplicación de presión o sin ella y con la utilización de metal de relleno o sin él. Los procesos de más importancia son: Arco metálico protegido Soldadura de arco sumergido Soldadura de arco con gas tungsteno Soldadura de arco metálico con gas Soldadura de puntos con arco

Hay otros procesos; algunos con variaciones. En todos estos casos, se mantiene un arco entre el electrodo y las piezas de trabajo (o entre dos electrodos), que forman las terminales de un circuito eléctrico. El empleo de corriente directa o alterna puede depender del proceso, del metal de relleno, del tipo de protección, del metal base o de otros factores. Los procesos de soldadura pueden ser manuales, semiautomáticos (parcialmente mecanizados), o automáticos (completamente mecanizados).

3 ELECTRODOS

El Electrodo constituye el material de aporte de la soldadura, compuesto de un núcleo y de un revestimiento o cubierta. Las cubiertas del electrodo sirven para varios propósitos: Para facilitar el establecimiento y mantenimiento del arco. Para proteger del aire al metal fundido. Para proveer fundente de los metales que se funden, particularmente con los metales no

ferrosos. Para proveer un medio de introducir elementos de aleación no contenidos en los alambres del

núcleo. La American Welding Society (AWS) ha publicado una serie de especificaciones de norma acerca de estos electrodos.

3.1 Electrodos para acero dulce

Las Especificaciones para Electrodos Cubiertos para Soldadura de Arco Dulce (AWS A5.1-69) enumera 12 clasificaciones basadas en requerimientos químicos, propiedades mecánicas, tipos de cubierta del electrodo, el uso y la sanidad. La adaptabilidad es la capacidad de un electrodo para pasar la prueba de soldadura de filete, cuando se usa en las posiciones y con el tipo de corriente para los que está designado. La sanidad se basa en la comparación de las radiografías de metal fundido con las gráficas de porosidad de la norma. El tipo de cubierta y su condición, cuando se usa, son los factores fundamentales que determinan la adaptabilidad y sanidad. Las 12 clasificaciones se subdividen en 2 grupos: la serie E60XX y la serie E70XX. Por ejemplo, en la designación E6010, “E” designa un electrodo, los primeros dos dígitos indican la resistencia mínima de tracción en miles de lb/pulg2 del metal depositado en la condición como resulta en la

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soldadura, el tercer dígito indica la posición en que el electrodo es capaz de hacer soldaduras satisfactorias, y el último dígito designa el tipo de cubierta sobre el electrodo y el tipo de corriente con la que se va a usar. Las diferencias principales entre la serie E60XX y la serie E70XX son las propiedades mecánicas y la ausencia de requerimientos químicos para la serie E60XX. Los electrodos E6010 y E6011 son para toda posición de soldadura en los tamaños hasta 3/16” y para las posiciones plana y horizontal en los tamaños más grandes. El E6010 se usa con corriente directa, polaridad inversa (cdpi); El E6011 se designa para corriente alterna, pero puede usarse con cdpi con menor ventaja. Diferente de esto, los electrodos se usan igualmente en donde se requiere una alta calidad del depósito, particularmente donde se deben satisfacer requerimientos de radiografía al soldar en las posiciones vertical y sobrecabeza. Las soldaduras se caracterizan por la penetración profunda que resulta por el arco tipo rociado, deslumbrante, y una escoria ligera y friable. Al usarse para soldar verticalmente hacia arriba, generalmente se usan la corrientes cercanas al límite inferior. Con los tamaños más grandes de electrodos, corrientes máximas están algo limitadas en comparación con otras clasificaciones, a causa de la pérdida por salpicadura que ocurre con corrientes altas. Los electrodos E7018 son de bajo hidrógeno con altos porcentajes de polvo de hierro en el revestimiento. Pueden usarse con corriente alterna y con cdpi, están ideados para las mismas aplicaciones que los electrodos E7015 y E7016. También sirven para soldaduras de filete en aceros de alto carbono y acero de aleación. Su trabajo se caracteriza por el arco silencioso y suave, muy poca salpicadura, baja penetración y altas velocidades lineales.

3.2 Electrodos para acero inoxidable

Las Especificaciones para Electrodos Recubiertos para Soldar Acero Resistente a la Corrosión de Cromo y Cromo - Níquel (AWS 5.4-69) determinan las características para la clasificación de electrodos inoxidables y de acero al cromo puro basándose en los números tipo AISI. El uso está indicado por dos dígitos terminales, 15 y 16, cuyo significado es el mismo que en las especificaciones de electrodos para acero dulce y de acero de baja aleación para los electrodos de bajo hidrógeno. En la clasificación E308-15, E significa electrodo; 308, el número del tipo AISI para acero inoxidable 19 Cr-9 Ni, y 15 indica que el electrodo puede usarse en corriente directa, sólo polaridad inversa; los dígitos terminales 16 indican el uso con corriente alterna o directa, polaridad inversa. Los siguientes tipos AISI están indicados en cuanto a la composición química y las propiedades mecánicas de metal depositado: 308, 308L, 309, 309Cb, 309Mo, 310, 310Cb, 310Mo, 312, 16-8-2, 316, 316L, 317, 318, 330, 347, 349, 410, 430, 502, 505 y 7 Cr.

3.3 Características de los electrodos de usos más frecuente

CLASIFICACION AWS PARA ELECTRODOS

Clasificación AWS

Tipo de Revestimiento (b)

Posición de Soldadura (a)

Tipo de Corriente (b)

E 6010 Alta celulosa – sodio P, V, SC, H CC +

E 6011 Alta celulosa – potasio P, V, SC, H CA o CC +

E 7018 Bajo Hidrógeno – Potasio P, V, SC, H CA o CC +

Elementos Aleantes en el depósito de Soldadura

A1 0,5 Mo

B1 0,5 % Cr; 0,5% Mo

B2 1,25 % Cr; 0,5 % Mo

B3 2,25 % Cr; 1,0 % Mo

B4 2,0 % Cr; 05 % Mo

B5 0,5 % Cr; 1,0 % Mo

C1 2,37 % Ni

C2 3,37 % Ni

C3 0,95 % Ni; 0,3% Mo 0,15 % Cr; 0,8 % Si

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D1 D2

0,25 – 0,45 % Mo; 1,5 % Mn 1,75 % Mn; 0,12 – 0,45 % Mo

G1

0,5 % mín, Ni 0,3 % mín, Cr, 0,2 % mín, Mo 0,1 % mín, V

1,0 % mín, Mn

3.3.1 E 6010 celulósico convencional (Cellocord P)

Color de Revestimiento

Gris Claro Celulósico aplicado sólo con

corriente continua Extremo: Punto: Grupo:

Norma:

AWS/ASME: A5.1-91 DIN 1913 ISO 2560

E 6010 E 43 32 C 4 E 43 2 C 16

Análisis de Metal Depositado:

C Mn Si P S

0,08 – 0,15 0,40 – 0,60 0,18 – 0,25 0,01 0,01

Características:

Electrodo de tipo celulósico de gran penetración. Especial para posición vertical ascendente. Ideal para soldadura de tuberías y multipase en estructuras de acero al

carbono. Para planchas galvanizadas hasta un espesor de 8 mm. Depósitos aprobados por rayos X.

Resecado:

Normalmente no necesita resecado. Aprobaciones: ABS, LRS, GL (Grdo 3) Propiedades Mecánicas:

Resistencia a la Tracción

Límite Elástico Ch V

- 20°C Elongación

En 2”

450 – 550 N/mm2 > 360 N/mm2

> 80 J 22 – 30 % 65 000 a 80 000 lb/pulg2 > 52 000 lb/pulg2

Posiciones de Soldar: P, H, Sc, Va. Corriente y Polaridad:

Para corriente continua – Electrodo al polo positivo

Ø 3/32” 1/8” 5/32” 3/16” ¼”

2,5 mm 3,25 mm 4,0 mm 5,0 mm 6,30 mm

Amp. mín. 50 80 100 140 190

Amp. máx. 80 130 170 230 370

Aplicaciones:

Aceros de construcción no aleados (estructurales).

1 Se refiere a un solo elemento.

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Para soldar aceros de bajo carbono, cuando se desea penetración profunda, poca escoria y cordones no abultados.

Fabricación de muebles metálicos, catres, mesa, etc. Carpintería metálica liviana. Fabricación de ductos de ventilación. Para soldadura de todas las uniones a tope que requieren una buena

penetración en el primer pase. Para la ejecución de uniones de tubos de aceros de bajo carbono.

3.3.2 E 6011 celulósico convencional (Cellocord AP)

Color de Revestimiento Gris Claro

Celulósico Universal Extremo: Punto: Azul Grupo:

Norma:

AWS/ASME: A5.1-91 DIN 1913 ISO 2560

E 6011 E 43 32 C 4 E 43 2 C 16

Análisis de Metal Depositado:

C Mn Si P S

0,08 – 0,15 0,40 – 0,60 0,18 – 0,25 0,01 0,01

Características:

Electrodo de penetración profunda y uniforme, diseñado para uso con corriente alterna y continua.

Su arco potente y muy estable produce depósitos de muy buena calidad. Es aconsejable:

- Para la ejecución de pases de raíz en el fondo de un chaflán, en las uniones a tope.

- Para la soldadura de unión en cualquier posición, en especial para vertical descendente, ascendente y sobrecabeza.

Resecado:

Normalmente no requiere resecado. Aprobaciones: ABS, LRS, GL (Grdo 3) ABS (Según AWS A5.1-91). Propiedades Mecánicas:

Resistencia a la Tracción

Límite Elástico Ch V

- 20°C Elongación

En 2”

450 – 550 N/mm2 > 360 N/mm2

> 80 J 22 – 30 % 65 000 a 80 000 lb/pulg2

> 52 000 lb/pulg2

* Para la calificación de ABS según AWS la prueba de impacto es a –29°C. Posiciones de Soldar: P, H, Sc, Va. Corriente y Polaridad:

Para corriente continua – Electrodo al polo positivo

Ø 1/16” 3/32” 1/8” 5/32” 3/16” ¼”

1,6 mm 2,5 mm 3,25 mm 4,0 mm 5,0 mm 6,30 mm

Amp. mín. 30 50 80 115 150 170

Amp. máx. 45 80 110 150 170 250

Aplicaciones:

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Soldadura recomendada para aceros no templados (Aceros dulces), con un máximo de 0.25% C.

Carpintería metálica. Estructuras y bastidores para máquinas. Fabricación de tanques, reservorios y tuberías. Construcciones navales.

3.3.3 E 7018 básico de baja aleación revestimiento simple (Supercito)

Color de Revestimiento Gris

Electrodo básico de bajo Hidrógeno de extraordinarias

Características

Extremo: Negro Punto : Naranja Grupo : Verde.

Norma:

AWS/ASME: A5.1-91 DIN 8529 ISO 3580

E 7018 E 51 55 B 10 E 51 4 B 26 (H)

Análisis de Metal Depositado:

C Mn Si

0,08 1,25 0,50

Características:

Electrodo básico con bajo contenido de hidrógeno, que otorga al material depositado buenas propiedades mecánicas.

Su contenido de hierro en polvo mejora la soldabilidad, aumentando la penetración y deposición y mejorando al mismo tiempo su comportamiento en distintas posiciones.

Rendimiento de 98%. Resecado:

Cuando el electrodo ha estado expuesto excesivamente a la intemperie, resecar a 300°C durante 2 horas.

Aprobaciones: ABS, LRS, GL (Grdo 3) ABS (Según AWS A5.1-91). Propiedades Mecánicas:

Tratamiento Térmico

Resistencia a la Tracción

Límite Elástico Ch V - 20°C

Elongación En 2”

Sin

510 – 610 N/mm2 > 380 N/mm2

> 140 J 24 % 74 000 a 88 000 lb/pulg2

> 55 000 lb/pulg2

Alivio de Tensiones

480 – 580 N/mm2 > 380 N/mm2 > 140 J 24%

Normalizado 420 – 520 N/mm2 > 290 N/mm2 > 140 J 26%

* Para la calificación de ABS según AWS la prueba de impacto es a –29°C. Posiciones de Soldar: P, H, Sc, Va. Corriente y Polaridad:

Para corriente continua – Electrodo al polo positivo

Ø 5/64” 3/32” 1/8” 5/32” 3/16” ¼”

2,0 mm 2,5 mm 3,25 mm 4,0 mm 5,0 mm 6,30 mm

Amp. mín. 45 60 90 110 160 230

Amp. máx. 60 85 160 230 310 410

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Aplicaciones: Para aceros de alto contenido de carbono, alta resistencia y baja aleación. Para aceros de alto contenido de azufre y fácil fresado. Para aceros laminados al frío Por sus características de resistencia a la deformación a altas temperaturas

y su fácil manejo, especialmente adecuado para: - Soldaduras de tuberías de vapor - Calderas de alta presión - Aceros aleados al molibdeno - Instalaciones de la industria petrolera y petroquímica - Moldes de artículos de caucho con alto contenido de azufre. - Piezas de máquina pesada. - Aceros con resistencia a la tracción hasta 85,000 lb/pulg2.

Ing. Víctor D. Manríquez 20010316