Soldadura por arco

La idea de la soldadura por arco eléctrico, a veces llamada soldadura electrógena, fue propuesta a principios del siglo XIX por el científico inglés Humphrey Davy, pero ya en 1885 dos investigadores rusos consiguieron soldar con electrodos de carbono.

Cuatro años más tarde fue patentado un proceso de soldadura con varilla metálica. Sin embargo, este procedimiento no tomó importancia en el ámbito industrial hasta que el sueco Oscar Kjellberg inventó, en 1904, el electrodo recubierto. Su uso masivo comenzó alrededor de los años 1950.

Elementos

Esquema.
  • Plasma: está compuesto por electrones que transportan la corriente y que van del polo negativo al positivo, de iones metálicos que van del polo positivo al negativo, de átomos gaseosos que se van ionizando y estabilizándose conforme pierden o ganan electrones, y de productos de la fusión tales como vapores que ayudarán a la formación de una atmósfera protectora. Esta misma alcanza la mayor temperatura del proceso.
  • Llama: es la zona que envuelve al plasma y presenta menor temperatura que éste, formada por átomos que se disocian y recombinan desprendiendo calor por la combustión del revestimiento del electrodo. Otorga al arco eléctrico su forma cónica.
  • Baño de fusión: la acción calorífica del arco provoca la fusión del material, donde parte de éste se mezcla con el material de aportación del electrodo, provocando la soldadura de las piezas una vez solidificado.
  • Cráter: surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y profundidad vendrán dadas por el poder de penetración del electrodo y los valores eléctricos empleados.
  • Cordón de soldadura: está constituido por el metal base y el material de aportación del electrodo, y se pueden diferenciar dos partes: la escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la solidificación y que posteriormente son eliminadas, y sobre el espesor, formado por la parte útil del material de aportación y parte del metal base, la soldadura en sí.
  • Electrodos: son varillas metálicas preparadas para servir como polo del circuito; en su extremo se genera el arco eléctrico. En algunos casos, sirven también como material fundente. La varilla metálica va recubierta por una combinación de materiales que varían de un electrodo a otro. El recubrimiento en los electrodos tiene diversas funciones, que pueden resumirse en las siguientes:
    • Función eléctrica del recubrimiento
    • Función física de la escoria
    • Función metalúrgica del recubrimiento
  • Gases protectores: Se utilizan sólo en algunos tipos de soldadura, como las del tipo MIG, MAG o TIG. Pueden ser inertes, (como el argón o el helio), o activos, (como el dioxido de carbono o el oxígeno. El propósito de su uso es el de conseguir una unión metálica lo más parecida al metal base y con las mejores características, ya que es necesario que durante toda la operación de soldeo el baño de fusión esté lo más aislado posible de la atmósfera circundante. De no ser así los gases atmosféricos, podrían ser absorbidos por el metal en estado de fusión, o reaccionar con él, dejando una soldadura porosa y frágil.


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