¿Qué es la soldadura por arco metálico protegido (SMAW)?

Soldadura por arco de metal blindado (SMAW)

SMAW son las siglas de Shielding Metal Arc Welding (en Canadá / América / India). También se llama soldadura por arco de metal manual o MMAW (en el Reino Unido). Otro nombre es soldadura con electrodo de varilla o comúnmente conocida como soldadura con electrodo o soldadura manual. (Nombre no estándar que es común en todo el mundo).

El calor para soldar es generado por un arco eléctrico que se establece entre la varilla de metal consumible cubierta con fundente (electrodo) y la pieza de trabajo como se muestra en la figura 1.Durante la fusión del electrodo, el recubrimiento se quema y produce un escudo gaseoso que protege la punta del electrodo, el charco de soldadura y pieza de trabajo calentada por contaminación atmosférica.

Mire este video de YouTube para obtener la mejor capacitación en el aula sobre el proceso de soldadura por arco de metal blindado. https://www.youtube.com/embed/K94AkxjF08w?feature=oembed

proceso-principio-figura
 Figura 1 Principio del proceso

                                                                                                                                   Figura 1 Principio del proceso

Los componentes básicos de la configuración del equipo SMAW (Figura – 2) son los siguientes;

  • Fuente de alimentación
  • Portaelectrodos
  • Electrodos
  • Cables / Plomo

Consulte el siguiente diagrama esquemático (Figura – 2) de SMAW para una mejor comprensión.

configuración del equipo de soldadura smaw

En SMAW, el arco eléctrico se utiliza para fundir el metal base, este arco se genera al golpear el electrodo con la pieza de trabajo. Poco después de la generación del arco, el electrodo se retira de la pieza de trabajo, pero permanece en estrecho contacto con la pieza de trabajo. Los gases presentes entre el espacio (entre el electrodo y la pieza de trabajo) se ionizan produciendo una ruta de plasma y se produce un flujo suave de electrones, por lo tanto, a pesar del espacio entre el electrodo y la pieza de trabajo, el circuito permanece cerrado (o energizado) y, por lo tanto, el arco no se extingue.

En la figura 3 se muestran una fuente de alimentación, un portaelectrodos, un protector de mano para soldar y un cepillo de alambre para la limpieza.

portaelectrodos

Si el electrodo está conectado con el terminal positivo y la pieza de trabajo con el terminal negativo, se conoce como DCEP (es decir, electrodo de corriente continua positiva o polaridad inversa). Mientras que si el electrodo está conectado con el terminal negativo y la pieza de trabajo con el positivo, entonces se conoce como electrodo de corriente continua negativo (es decir, DCEN o polaridad recta) como se muestra en la figura 4.

Electrodo de corriente continua con polaridad positiva o inversa

En  DCEP , la electricidad fluye hacia la punta del electrodo y concentra aproximadamente dos tercios del calor, lo que proporciona una buena penetración. De ahí que se utilice habitualmente en aceros más gruesos.

En  DCEN , la electricidad sale de la varilla y concentra aproximadamente un tercio del calor en el electrodo. Por lo tanto, la penetración es menor, esta es una muy buena opción para aceros más delgados. Ambos tipos de polaridad se muestran en la figura 4 para que el lector pueda consultarlos fácilmente.

Propósito del recubrimiento de electrodos

  • Durante la soldadura, el material fundente se descompone y produce humos. Estos humos protegen el baño de soldadura fundida de la atmósfera. En ausencia de esos humos, un baño de soldadura fundido quedará expuesto a la atmósfera y puede reaccionar con el oxígeno presente en el ambiente y, por lo tanto, puede producirse una oxidación, que es muy peligrosa y puede provocar fallas. (es decir, evita la oxidación del baño de soldadura fundido).
  • La densidad del material de flujo es menor que el material de soldadura, por lo tanto, el flujo sube y flota en el baño de soldadura y, por lo tanto, protege el baño de soldadura. Durante la solidificación del baño de soldadura fundida, el fundente también se solidifica y forma una capa delgada en la superficie de la soldadura llamada escoria. Esta fina capa de escoria ayuda al lento enfriamiento del material de soldadura. En ausencia de esta fina capa de escoria, se producirá un enfriamiento rápido del baño de soldadura fundido, lo cual es muy peligroso porque el enfriamiento rápido da como resultado cambios microestructurales del metal de soldadura (formación de martensita).
  • El fundente también ayuda en el inicio del arco. Especialmente cuando la soldadura se realiza en CA (corriente alterna), la polaridad sigue cambiando a una tasa constante, es decir, alcanza un valor positivo que un valor negativo y ocurre en una fracción de segundo. La polaridad cambia más de 100 veces por segundo. Al pasar de positivo a negativo, alcanza un valor ‘0’ y cada vez que llega a cero, el arco debe reiniciarse y el flujo juega su papel. Sucede muy rápido (es decir, en una fracción de segundos), por lo que no podemos ver esto con nuestros ojos.

Parámetros de soldadura para soldadura SMAW

Los rangos de corriente (amperaje) típicos para electrodos de soldadura por arco de metal blindado (SMAW) se dan a continuación (Tabla 1);

Diámetro del electrodo mm (in)E6010
E6011
E6012E6013
1,6 (1/16)20-4020-40
2,0 (5/64)25-602560
2,5 (3/32)45-8540-9050-90
3,2 (1/8)75-12580-14080-130
4,0 (5/32)110-170110-190105-180
5,0 (3/16)155-235155-265165-250
6,0 (1/4)190-290225-360225-315
8.0 (5/16)275-245300-500320-430
Diámetro del electrodo mm (in)E7015
E7016
E7018E7024
2,5 (3/32)70-12080-110110-160 *
3,2 (1/8)110-150115-165140-190
4,0 (5/32)140-220150-220180-250
5,0 (3/16)200-280220-350250-335
6,0 (1/4)270-350285-360300-390
8.0 (5/16)375-475375-470400-525 *

Ventajas de la soldadura SMAW

  • Este proceso es adecuado para la mayoría de los metales y aleaciones disponibles comercialmente.
  • El equipo es comparativamente económico y portátil.
  • El equipo es relativamente simple.
  • Este proceso se puede utilizar en todas las posiciones de soldadura.
  • Este proceso de soldadura es flexible y se puede aplicar a una variedad de configuraciones y posiciones de juntas.
  • No es necesario un blindaje de gas independiente.
  • Menos sensible al viento y las corrientes de aire en comparación con los procesos de soldadura por arco con protección de gas.
  • Se puede usar en áreas donde el acceso es limitado (los electrodos se pueden doblar e incluso se puede usar un espejo en espacios reducidos).

Desventajas de SMAW

  • Tasa de deposición baja que GMAW y FCAW
  • Se requiere un operador de soldadura más calificado que muchos otros procesadores de soldadura.
  • No apto para metales reactivos como titanio, circonio, tantalio y niobio.
  • No apto para metales con baja temperatura de fusión como plomo, estaño y zinc y sus aleaciones.
  • Este proceso no se puede automatizar.
  • Más escoria debido al electrodo blindado con fundente.
  • El cambio repetido de electrodos consumidos por uno nuevo hace que este proceso sea bastante lento en comparación con GMAW.