SMAW Tipos de electrodos y número de varillas de soldadura significado y clasificación

Electrodo SMAW: clasificación, tipos, tipos de revestimiento

Electrodo SMAW: clasificación, tipos, tipos de revestimiento

Los electrodos de soldadura SMAW o de soldadura con electrodo revestido se clasifican en función de los siguientes factores:

  1. Tamaño: los tamaños comúnmente disponibles son 3/32, 1/8 (el más común), 5/32 y 3/16, 7/32, ¼ y 5/16 pulgadas (2.4, 2.5, 3.2, 4.0, 4.8, 5.0, 5,6, 6,0, 6,4 y 8,0 milímetros).
  2. Tipo de corriente: AC, DC (DCEP / DCEN)
  3. Tipo de recubrimiento: Celulosa, rutilo, ácido, básico, polvo de hierro, etc. como se explica en detalle en este artículo.
  4. Material: los electrodos de soldadura con varilla vienen en acero dulce, sin hierro, acero con alto contenido de carbono, hierro fundido, acero inoxidable y una aleación especial.
  5. Resistencia: la resistencia a la tracción de la soldadura debe ser más fuerte que el metal que se está soldando. El material en el electrodo también debe ser más fuerte para adaptarse a la dilución de la soldadura debido al recubrimiento del electrodo / metal base.
  6. Posición de soldadura: los diferentes electrodos que se utilizan para cada posición de soldadura como horizontal, plano, vertical, superior como se muestra en la figura 1, etc. Vea este video de YouTube para conocer las diferentes posiciones de soldadura.

Números de varilla de soldadura SMAW más comunes

E6010– Los electrodos E6010 [E4310] se caracterizan por un arco de tipo rociado fuerte y profundamente penetrante y una escoria fina, friable y fácilmente extraíble que puede parecer que no cubre completamente el cordón de soldadura. Las soldaduras de filete generalmente tienen una cara de soldadura relativamente plana y tienen una ondulación bastante gruesa y desigualmente espaciada. Los recubrimientos son ricos en celulosa, por lo general superan el 30% en peso. Los otros materiales usados ​​generalmente en el recubrimiento incluyen dióxido de titanio, desoxidantes metálicos tales como ferromanganeso, varios tipos de silicatos de magnesio o aluminio y silicato de sodio líquido como aglutinante. Debido a su composición de recubrimiento, estos electrodos se describen generalmente como del tipo de sodio con alto contenido de celulosa. Estos electrodos se recomiendan para todas las posiciones de soldadura,particularmente en aplicaciones de múltiples pasadas en las posiciones de soldadura vertical y por encima de la cabeza y donde se requieren soldaduras de buena solidez. Con frecuencia se seleccionan para unir tuberías y generalmente son capaces de soldar en posición vertical con progresión cuesta arriba o cuesta abajo.

Estos electrodos han sido diseñados para usarse con DCEP (electrodo positivo). El amperaje máximo que se puede utilizar generalmente con los tamaños más grandes de estos electrodos es limitado en comparación con el de otras clasificaciones debido a la alta pérdida por salpicadura que se produce con un amperaje alto.

E6011 – Las superficies aceitosas, sucias, polvorientas y oxidadas necesitan este tipo de electrodo. Es versátil ya que funciona con polaridad CA y CC. Puede crear una pequeña escoria y no es necesario colocarla en un horno de electrodos. Los electrodos E6011 [E4311] están diseñados para usarse con corriente alterna y para duplicar las características de usabilidad y propiedades mecánicas de la clasificación E6010 [E4310]. Aunque también se puede utilizar con DCEP (electrodo positivo), se notará una disminución en la penetración de la articulación en comparación con los electrodos E6010 [E4310]. La acción del arco, la escoria y el aspecto de la soldadura de filete son similares a los de los electrodos E6010 [E4310].

Los revestimientos también tienen un alto contenido de celulosa y se describen como del tipo de potasio con alto contenido de celulosa. Además de los otros ingredientes que normalmente se encuentran en los recubrimientos E6010 [E4310], suelen estar presentes pequeñas cantidades de compuestos de calcio y potasio.

Los electrodos E6012- [E4312] se caracterizan por un arco de baja penetración y una escoria densa, que cubre completamente el cordón. Esto puede resultar en una penetración incompleta de la raíz en las uniones soldadas con filete. Los recubrimientos tienen un alto contenido de titania, por lo general superior al 35% en peso, y normalmente se denominan del tipo “titania” o “rutilo”. Los recubrimientos generalmente también contienen pequeñas cantidades de celulosa y ferromanganeso, y varios materiales silíceos como feldespato y arcilla con silicato de sodio como aglutinante. Además, se pueden usar pequeñas cantidades de ciertos compuestos de calcio para producir características de arco satisfactorias en DCEN (electrodo negativo). Estos electrodos son electrodos de todas las posiciones y generalmente son adecuados para soldar en la posición de soldadura vertical con progresión hacia arriba o hacia abajo.

E6013– Las  especificaciones de la varilla de soldadura  están diseñadas para juntas y metales delgados que no son fáciles de unir. Los electrodos E6013 [E4313], aunque son muy similares a los electrodos E6012 [E4312], tienen claras diferencias. Su cobertura de fundente facilita la eliminación de la escoria y proporciona una transferencia de arco más suave que los electrodos E6012 [E4312]. Los recubrimientos de electrodos E6013 [E4313] contienen rutilo, celulosa, ferromanganeso, silicato de potasio como aglutinante y otros materiales silíceos. Los compuestos de potasio permiten que los electrodos funcionen con corriente alterna a amperajes bajos y voltajes de circuito abierto bajos.

Los revestimientos de los electrodos E7014- E7014 [E4914] son ​​similares a los de los electrodos E6012 [E4312] y E6013 [E4313], pero con la adición de polvo de hierro para obtener una mayor eficiencia de deposición. El espesor de recubrimiento y la cantidad de polvo de hierro en los electrodos E7014 [E4914] son ​​menores que en los electrodos E7024 [E4924]. La cantidad y el carácter de la escoria permiten que los electrodos E7014 [E4914] se utilicen en todas las posiciones.

Tipo de bajo contenido de hidrógeno : el polvo de hierro se agrega al fundente para crear una soldadura fuerte. Crea un charco que puede resultar difícil para los principiantes. Los electrodos de las clasificaciones de bajo hidrógeno E6018 [E4318], E7015 [E4915], E7016 [E4916], E7018 [E4918], E7018M [E4918M], E7028 [E4928] y E7048 [E4948]) están fabricados con revestimientos inorgánicos que contienen humedad mínima. Para mantener los electrodos con bajo contenido de hidrógeno con una humedad mínima en sus cubiertas, estos electrodos deben almacenarse y manipularse con mucho cuidado.

  1. Los electrodos E7015- E7015 [E4915] son ​​electrodos de bajo hidrógeno que se utilizan con DCEP (electrodo positivo). La escoria es químicamente básica. Estos electrodos se utilizan comúnmente para hacer pequeñas soldaduras en metal base grueso, ya que las soldaduras son menos susceptibles a agrietarse. También se utilizan para soldar aceros con alto contenido de azufre y esmaltar aceros. Las soldaduras realizadas con electrodos E7015 [E4915] sobre aceros con alto contenido de azufre pueden producir una escoria muy compacta y un aspecto de cordón muy áspero o irregular en comparación con las soldaduras con los mismos electrodos en aceros de contenido normal de azufre. El arco de los electrodos E7015 [E4915] es moderadamente penetrante. La escoria es pesada, friable y fácil de eliminar.
  2. Los electrodos E7016- E7016 [E4916] tienen todas las características de los electrodos E7015 [E4915], además de la capacidad de funcionar con corriente alterna. El núcleo del alambre y los revestimientos son muy similares a los de E7015 [E4915], excepto por el uso de un aglutinante de silicato de potasio u otras sales de potasio en los revestimientos para facilitar su uso con ac.
  3. Los revestimientos de electrodos E7018- E7018 [E4918] son ​​similares a los revestimientos E7015 [E4915], excepto por la adición de un porcentaje relativamente alto de polvo de hierro. Las cubiertas de estos electrodos son ligeramente más gruesas que las de los electrodos E7016 [E4916]. Se pueden utilizar con ac o DCEP. Los electrodos designados como E7018-1 [E4918-1] tienen la misma facilidad de uso y composición de metal de soldadura que los electrodos E7018 [E4918], excepto que el contenido de manganeso se establece en el extremo superior del rango. Están diseñados para soldaduras que requieren una temperatura de transición más baja que la que normalmente se encuentra disponible en los electrodos E7018 [E4918].
  4. Los revestimientos de electrodos E7024 – E7024 [E4924] contienen grandes cantidades de polvo de hierro en combinación con ingredientes similares a los utilizados en los electrodos E6012 y E6013 [E4312 y E4313]. Las cubiertas de los electrodos E7024 [E4924] son ​​muy gruesas y, por lo general, representan aproximadamente el 50% del peso del electrodo, lo que da como resultado una mayor eficiencia de deposición. Los electrodos E7024 [E4924] son ​​muy adecuados para realizar soldaduras en ángulo en posición plana u horizontal.
  5. Los electrodos E7028 – E7028 [E4928] son ​​muy parecidos a los electrodos E7018 [E4918]. Sin embargo, los electrodos E7028 [E4928] son ​​adecuados para soldaduras de filete en la posición de soldadura horizontal y soldaduras de ranura solo en la posición de soldadura plana, mientras que los electrodos E7018 [E4918] son ​​adecuados para todas las posiciones. Las cubiertas de los electrodos E7028 [E4928] son ​​mucho más gruesas. Constituyen aproximadamente el 50% del peso de los electrodos. La clasificación de electrodos más común para electrodos SMAW se muestra en la figura 2.

Tipos de revestimiento de electrodos SMAW y sus diversas funciones.

Electrodo SMAW: clasificación, tipos, tipos de revestimiento

Los  recubrimientos de varillas de soldadura para aleaciones de acero dulce y de baja aleación tienen de seis a doce ingredientes que incluyen:

  1. Celulosa : la celulosa se desintegra para producir un escudo de gas que protege el arco rodeándolo.
  2. Carbonatos metálicos : proporciona una atmósfera reductora y ajusta la basicidad de la escoria.
  3. Dióxido de titanio : es útil para formar una escoria altamente fluida y de congelación rápida y proporciona ionización del arco de soldadura. 
  4. Ferromanganeso y ferrosilicio : este recubrimiento ayuda a desoxidar el metal fundido y también complementa el contenido de manganeso y silicio en el metal de soldadura depositado.
  5. Gomas y arcillas – Ayuda a dar elasticidad al material plástico y a dar fuerza a los recubrimientos.
  6. Silicato mineral : ayuda en la formación de escoria y ofrece resistencia al recubrimiento.
  7. Fluoruro de calcio : produce gas protector para proteger el arco, proporcionar fluidez, ajustar la basicidad de la escoria y la solubilidad de los óxidos metálicos. 
  8. Aleación de metales como níquel, cromo y molibdeno : ofrece contenido de aleación al metal depositado.
  9. Manganeso u óxido de hierro : ayuda a estabilizar el arco y ajustar la fluidez y propiedades de la escoria.
  10. Polvo de hierro : aumenta la productividad y proporciona metal adicional a la zona de soldadura.

Tipos de revestimiento de electrodos SMAW para acero dulce

  1. Celulosa sódica (EXX10)  : este tipo de electrodo tiene material celulósico en forma de baja aleación reprocesada con un 30% de papel y harina de madera. forma un escudo de gas. El agente reductor dióxido de carbono e hidrógeno que produce un arco de excavación para una penetración profunda. La salpicadura es máxima en comparación con otros electrodos con un depósito de soldadura rugoso. Ofrece excelentes propiedades mecánicas incluso después del envejecimiento. Es uno de los primeros electrodos desarrollados y se utiliza ampliamente en la soldadura de tuberías en zonas rurales. Se utiliza normalmente con corriente continua con polaridad inversa cuando el electrodo es positivo.
  2. Celulosa de potasio (EXX11): tiene características similares al electrodo de celulosa de sodio, excepto que aquí se usa más potasio que sodio. Realiza la ionización del arco haciéndolo apto para soldar con corriente alterna. El resultado es similar al de la celulosa sódica por acción de arco, penetración y resultados de soldadura. Se agrega una pequeña cantidad de polvo de hierro a E6010 y E6011 para la estabilización del arco y una mejor tasa de deposición.
  3. Rutilo sódico (EXX12): si el titanio o el dióxido de rutilo son altos con respecto a otros componentes, el electrodo le da una apariencia atractiva al usuario. Este electrodo ofrece un arco silencioso, pocas salpicaduras y una escoria controlada. La superficie de la soldadura da una apariencia suave pero con menos penetración y propiedades de metal ligeramente más bajas que con los electrodos de celulosa. Este electrodo proporciona una alta tasa de deposición y un voltaje de arco bajo para que sea apto para corriente alterna o corriente continua con electrodo negativo.
  4. Rutilo de potasio (EXX13)  : este recubrimiento de electrodo actúa de manera muy similar al rutilo de sodio, excepto que aquí se usa potasio para la ionización del arco. Este tipo de recubrimiento produce un arco muy silencioso y suave que se puede utilizar con el adecuado para corriente alterna. Se puede utilizar con corriente continua de cualquier polaridad.
  5. Polvo de rutilo de hierro (EXXX4) : el recubrimiento es muy parecido  a un recubrimiento de rutilo con la excepción del polvo de hierro que se incluye en él. Con un contenido de hierro del 25-40%, el electrodo es EXX14 y el 50% o más de polvo de hierro hace que el electrodo sea EXX24. Un menor porcentaje de contenido de hierro lo hace apto para todos los puestos. El mayor porcentaje de hierro lo hace adecuado para una posición plana con soldaduras de filete horizontales. La tasa de deposición aumenta en ambos casos dependiendo de la proporción del contenido de hierro.
  6. Sodio bajo en hidrógeno (EXXX5): un recubrimiento con una alta proporción de carbonato de calcio o fluoruro de calcio se denomina electrodo de tipo básico, de bajo contenido de hidrógeno o ferrítico de cal. Para asegurar el contenido de hidrógeno más bajo posible en la atmósfera del arco, el recubrimiento no debe tener celulosa, arcillas, asbesto y otros minerales. Los recubrimientos se hornean a una temperatura más alta y tienen propiedades superiores del metal de soldadura. Ofrecen la mayor ductilidad, penetración media a moderada con una velocidad de deposición media. Estos deben almacenarse en condiciones controladas y pueden utilizarse con corriente continua con electrodo positivo.
  7. Potasio bajo en hidrógeno (EXXX6) : las características de estos electrodos de soldadura revestidos son similares al sodio bajo en hidrógeno, con la excepción de la sustitución de potasio por sodio por ionización por arco. El electrodo se usa con CA y se puede usar con un electrodo de CC positivo. Aquí el arco es más suave pero la penetración de los dos electrodos sigue siendo la misma.
  8. Potasio bajo en hidrógeno (EXXX6)  : el recubrimiento del electrodo aquí sigue siendo similar al anterior, pero el polvo de hierro se agrega al electrodo en una proporción de 35-40% para nombrar el electrodo como EXX18.
  9. Polvo de hierro con bajo contenido de hidrógeno (EXX28): este electrodo de soldadura tiene características similares a las del EXX18 pero tiene un 50% o más de polvo de hierro en el revestimiento. Es útil en una posición plana y realiza una soldadura de filete horizontal. Aquí la tasa de deposición es mejor que EXX18. Los electrodos de aleación superior utilizan recubrimientos de bajo hidrógeno. Podemos agregar metal específico en los recubrimientos para hacer el tipo de aleación de electrodos donde las letras del sufijo se usan para mostrar las composiciones de metal de soldadura. Los electrodos de tipo bajo en hidrógeno se utilizan para soldar acero inoxidable.
  10. Óxido de hierro sódico (EXX20): el alto contenido de hierro en los recubrimientos produce un depósito de soldadura que genera una escoria más grande y es incluso difícil de controlar. Este recubrimiento produce una deposición más rápida con penetración media y bajo nivel de salpicadura y un acabado muy suave en la soldadura. Estos electrodos son aptos para una posición plana y hacen soldaduras de filete horizontales. Estos electrodos se pueden utilizar con CA o CC con cualquier polaridad.
  11. Potencia de hierro de óxido de hierro (EXX27)  : las características de estos electrodos coinciden con los electrodos de tipo óxido de hierro y sodio, pero transportan un 50% o más de potencia de hierro. Este carácter mejorará la tasa de deposición y se puede utilizar con una corriente continua alterna de cualquier polaridad.