Electrodos de bajo contenido de hidrógeno

Los electrodos de bajo contenido de hidrógeno son muy populares en las industrias debido a las siguientes razones;

  1. Capacidad para producir soldaduras con calidad de rayos X
  2. Buena apariencia del cordón de soldadura
  3. Capacidad para soldar material más grueso con altas tasas de deposición
  4. Menos susceptible a fallas y grietas, especialmente grietas inducidas por hidrógeno
  5. Propiedades sólidas del metal de soldadura con buena tenacidad
  6. Un arco suave, estable y silencioso con menos salpicaduras.
  7. Buena tasa de penetración y deposición.
  8. Fácil inicio del arco y buen control del arco para soldadores
  9. Limpieza posterior a la soldadura más rápida
  10. Capacidad para unir aceros con poca soldabilidad como aceros con alto contenido de carbono, aceros de baja aleación, etc.

Los beneficios anteriores han convertido a los electrodos de bajo hidrógeno en la primera opción para soldar componentes críticos que son propensos a fallas durante el servicio o que implican varios peligros y peligros.

¿Por qué los electrodos con bajo contenido de hidrógeno son tan beneficiosos?

La razón detrás de las cualidades mencionadas anteriormente radica en el recubrimiento o los materiales fundentes . La cobertura (flujo) de un electrodo de bajo contenido de hidrógeno tiene dos características únicas;

1. Bajo contenido de hidrógeno: el contenido de hidrógeno o la cantidad de hidrógeno en la cubierta de dichos electrodos es muy baja. Un nivel más alto de hidrógeno en el metal de soldadura presenta riesgos de fallas por fragilidad y agrietamiento retardado o agrietamiento inducido por hidrógeno . Por lo tanto, un nivel más bajo de recubrimiento de hidrógeno en el electrodo asegurará que solo una cantidad limitada de hidrógeno entre en el metal de soldadura, lo que puede evitar las fallas mencionadas anteriormente.

2. Contiene minerales básicos: los minerales básicos en los recubrimientos de electrodos implican que los productos químicos presentes en el recubrimiento reducen el contenido de oxígeno en la soldadura y minimizan las inclusiones de óxido dañinas en los límites de grano de la microestructura, lo que da como resultado una soldadura más limpia con alta tenacidad. .

¿Qué electrodos se conocen como electrodos de bajo contenido de hidrógeno?

Los siguientes electrodos se conocen como electrodos de bajo hidrógeno;

  • Exx15 (E7015)
  • Exx16 (E7016)
  • Exx18 (E6018, E7018)
  • Exx28 (E7028)
  • Exx48 (E7048)

La siguiente tabla (Tabla – 1) proporciona una lista de todos los electrodos de bajo hidrógeno, el tipo de recubrimiento, las posiciones de soldadura aplicables y el tipo de corriente y polaridad requeridas;

Tabla 1

Clasificación de electrodos (AWS 5.1)Tipo de revestimientoPosiciones de soldadura aplicablesCorriente y polaridad
E6018Potasio bajo en hidrógeno, polvo de hierroF, V, OH, HAC o DCEP
E7015Sodio bajo en hidrógenoF, V, OH, HDCEP
E7016Potasio con bajo contenido de hidrógenoF, V, OH, HAC o DCEP
E7018Potasio bajo en hidrógeno, polvo de hierroF, V, OH, HAC o DCEP
E7028Potasio bajo en hidrógeno, polvo de hierroFilete H, FAC o DCEP
E7048Potasio bajo en hidrógeno, polvo de hierroF, OH, H, V-abajoAC o DCEP
=Dónde,F – Plano, V – Vertical, OH – Sobre la cabeza, H – Horizontal, Filete H – Filete horizontal
=CA – Corriente alterna
=DCEP – Electrodo positivo de corriente continua (polaridad inversa)

¿Qué sucede si habrá hidrógeno presente en el metal de soldadura?

De la discusión anterior, está claro que se usa un electrodo de bajo hidrógeno para evitar fallas o grietas al restringir la entrada de hidrógeno en el metal de soldadura . Sin embargo, ¿qué pasará si entra una cantidad significativa de hidrógeno en el metal de soldadura? ¿O cómo el nivel más bajo de hidrógeno asegura una buena soldadura?

Si una cantidad significativa de átomos de hidrógeno se disuelve en el metal de soldadura y no tiene ninguna posibilidad de escapar, se produce un agrietamiento retardado . Las grietas retardadas pueden ocurrir después de varias horas o días de solidificación del metal de soldadura .

Tales grietas pueden ocurrir paralelas al límite de fusión y dentro de la zona afectada por el calor o pueden originarse también en el depósito de soldadura. También se conoce como agrietamiento por debajo del cordón .

Si el charco de soldadura fundida se enfría rápidamente, pueden suceder dos cosas;

1. La estructura cristalina resultante será una mezcla de ferrita y carburo: el hidrógeno es casi insoluble en ferrita. Por lo tanto, los átomos de hidrógeno escaparán o se difundirán del metal de soldadura y el metal de soldadura será más dúctil y resistente a las grietas.

2. La estructura cristalina se transformará en martensita: los átomos de hidrógeno no se difunden de una estructura cristalina martensítica y quedan atrapados en el metal de soldadura. Por lo tanto, las posibilidades de contraer crack serán mayores. Para evitar este precalentamiento se puede realizar. El precalentamiento de los metales base esencialmente ralentiza la velocidad de enfriamiento y ayuda en la difusión (escape) de los átomos de hidrógeno del metal de soldadura.

Horneado de electrodos de bajo contenido de hidrógeno:

Los electrodos con bajo contenido de hidrógeno deben mantenerse libres de humedad y otros contaminantes. Porque la humedad / agua es una potente fuente de hidrógeno.

Para evitar que los electrodos se contaminen con humedad, con frecuencia se envasan y se suministran en recipientes herméticamente sellados.

Los electrodos deben hornearse antes de su uso, según la recomendación del fabricante. Sin embargo, la guía preliminar para hornear está disponible en ASME Sección II Parte C; un extracto está disponible en la tabla 2 de este artículo;

Tabla 2 

Electrodos (según AWS 5.1)Hornos de sujeciónCondiciones de secado 
E6018
E7015
E7016
E7018
E7028
E7048
50 ° F a 250 ° F
[30 ° C a 140 ° C] 
500 ° F a 800 ° F
[260 ° C a 425 ° C]
1 a 2 horas a temperatura

El electrodo E7018 es uno de los electrodos de bajo hidrógeno más preferidos en la industria. Contiene una cantidad suficiente de polvo de hierro en la cubierta y funciona mejor si se usa con polaridad inversa de corriente continua (DCEP).

Debido a la presencia de polvo de hierro, se logra una mayor tasa de deposición y silencia la transferencia de metal. La calidad de la soldadura y el aspecto del cordón son muy buenos.

Los revestimientos de los electrodos E7018 y E7015 son similares, excepto por la adición de un porcentaje ligeramente mayor de polvo de hierro en el revestimiento E7018. Las cubiertas de estos electrodos son relativamente más gruesas que las de los electrodos E7016.

El E7016 está diseñado para CA de corriente continua; El E7015 es similar al E7016 pero funciona con CC.

La cubierta del electrodo E7028 es bastante gruesa y contiene un alto contenido de polvo de hierro. Su tasa de deposición es la más alta entre todos los tipos de electrodos de bajo hidrógeno. Sin embargo, se pueden utilizar en posición horizontal y plana.

La clase E7048 es similar al tipo E7018 pero está diseñada solo para aplicaciones cuesta abajo

Designadores complementarios obligatorios y opcionales en los electrodos:

Un electrodo se identifica por lo siguiente;

  • designadores de clasificación obligatorios
  • designadores suplementarios opcionales

Por ejemplo EXXXX-1 HZR

Las primeras cuatro letras después de la ‘E’ se conocen como designadores de clasificación obligatorios y los dígitos y números dados después del guión (-) se conocen como designadores suplementarios opcionales y estos son opcionales, por lo que pueden usarse dependiendo de los requisitos.

Ahora, entenderemos el significado de designadores de clasificación obligatorios;

En E7018:

  • La letra ‘E’ representa un electrodo
  • Los dos primeros dígitos, es decir, ’70’ denotan la resistencia mínima a la tracción, es decir, 70 Ksi (o 70000 Psi)
  • El penúltimo dígito, es decir, “1”, indica la posición en la que se puede utilizar el electrodo. En particular, la letra ‘1’ representa todas las posiciones
  • Los dos últimos dígitos juntos muestran la polaridad y la composición del flujo del electrodo.

Como hemos entendido acerca de los designadores de electrodos obligatorios, ahora entenderemos acerca de los designadores suplementarios opcionales;

En EXXXX-1 HZ R 

‘1’ indica que los electrodos (E7016, E7018 o E7024) cumplen los requisitos para mejorar;

  • Dureza para electrodo E7016 y E7018
  • Ductilidad para electrodo E7024

‘HZ’ Designa que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de hidrógeno difusible con un valor promedio que no excede “Z” mL de hidrógeno por 100 g de metal depositado, donde “Z” es 4, 8 o 16.

Por ejemplo, E7018-H4R indica 4 ml (promedio) de contenido de hidrógeno difusible en 100 g de metal de soldadura depositado

Finalmente, el último designador opcional, es decir, “R”, indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prueba de humedad absorbida. El electrodo se expone a un ambiente de 80 ° F [27 ° C] / 80% de humedad relativa (RH) durante no menos de nueve horas mediante cualquier método adecuado para la prueba de humedad.