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La soldadura por arco metálico protegido o SMAW es uno de los métodos de soldadura más comunes. También se encuentra entre las primeras técnicas de soldadura que se han desarrollado.

Dado que se utiliza un equipo sencillo en la soldadura por arco metálico protegido, es bastante poco complicada. A diferencia de la soldadura TIG y otros métodos de soldadura avanzados, la soldadura SMAW no es demasiado difícil de aprender, por lo que es un buen punto de partida para los principiantes.

Aquí, usted aprenderá acerca de diferentes consejos y trucos para dominar el arte de la soldadura SMAW.

La soldadura por arco metálico protegido también recibe diferentes nombres, como soldadura por arco metálico manual (MMAW), soldadura por arco con protección de flujo y soldadura con varilla.

¿Qué es la soldadura por arco metálico protegido?

La soldadura SMAW es una técnica de soldadura en la que un electrodo cubierto de flujo ayuda a crear una unión soldada. En pocas palabras, el material de relleno se funde para formar un baño de soldadura, que se solidifica para unir secciones de metal previamente separadas.

El material de relleno se funde mediante un arco eléctrico. El arco se crea entre una pieza metálica y el electrodo consumible por medio de la máquina de soldadura de varilla, que se conecta a una toma de corriente para generar corriente continua o alterna. La corriente alterna o continua generada por la máquina de soldar aparece en forma de arco entre el electrodo y el metal base. A menudo, la corriente continua proporciona las mejores características de soldadura.

El arco funde tanto el electrodo consumible como el metal base que se está soldando. El baño de soldadura así creado está formado por metal fundido. La mayor parte del material de aportación fundido es aportado por el electrodo.

Al mover el electrodo de forma constante a lo largo de la superficie del metal base, se forma una capa uniforme de depósito de metal llamada cordón.

El calor generado por el arco convierte el material fundente en una capa de gas protector, que protege el baño de soldadura contra la corrosión y la contaminación por la atmósfera. Esta capa de gas protector es necesaria, ya que garantiza una unión de soldadura sin defectos, fuerte y fiable. Por lo tanto, no se necesita un depósito de gas separado para suministrar gas de protección para proteger el baño de soldadura. En ausencia de una capa de gas adecuada, las soldaduras tienden a ser débiles, defectuosas y frágiles.

El baño de soldadura fundido se solidifica lentamente para crear una unión de soldadura sólida que conecta firmemente las secciones metálicas separadas entre sí. Durante este proceso de soldadura también se desarrolla una capa de escoria. Esta capa debe ser eliminada cuando se solidifica. Debido a este requisito de desprendimiento, la soldadura SMAW requiere más tiempo en comparación con otros tipos de procedimientos de soldadura. Sin embargo, se puede acelerar este proceso seleccionando un electrodo adecuado.

La soldadura SMAW se emplea con mayor frecuencia para piezas de hierro y acero. Sin embargo, también se utiliza en cierta medida para el aluminio y diversos metales.

Ventajas de la soldadura con electrodo

• Trabaja bien en condiciones de viento y lluvia.
• El equipo de soldadura por arco metálico protegido es barato.
• No se necesita gas de protección externo, ya que el fundente proporciona la capa gaseosa protectora, lo que hace que la soldadura con electrodo sea rentable.
• En comparación con otras técnicas de soldadura, la soldadura con electrodo se ve menos afectada por la suciedad, la corrosión y la pintura – esto puede ahorrar tiempo de limpieza antes de la soldadura.
• Puede cambiar fácilmente las varillas para varios metales.
• Puede fijar la pinza de masa a una distancia considerable de la zona de soldadura.

Desventajas de la soldadura con varilla

• La soldadura con varilla puede ser más lenta que otras técnicas.
• No es tan fácil como la soldadura MIG – se necesitan operadores con un mayor nivel de habilidad y destreza para obtener una calidad de soldadura con varilla satisfactoria.
• Retirar la escoria al final de la soldadura requiere mucho tiempo y disminuye la productividad.
• La soldadura con electrodo es inadecuada para secciones muy finas.
• En comparación con otros métodos de soldadura, el electrodo consumible debe sustituirse con mayor frecuencia.
• La soldadura con electrodo puede producir una porosidad excesiva, superficies ásperas y salpicaduras.

Potencia del circuito de soldadura

La potencia suministrada por el circuito de soldadura suele expresarse en forma de corriente y tensión. El valor de la tensión depende de la longitud del arco, que a su vez está determinada por el diámetro y el tipo de electrodo. La potencia del circuito de soldadura suele expresarse en forma de amperios. La corriente de soldadura depende de la posición de soldadura, del grosor de las secciones metálicas que se sueldan y del diámetro del electrodo. Las secciones metálicas gruesas necesitan una corriente mayor que las secciones metálicas más finas. Los electrodos más gruesos necesitan una corriente mayor en comparación con los electrodos más finos.

Protección en la soldadura SMAW

Antes de empezar a soldar con SMAW, debe ponerse un equipo de seguridad para protegerse de los riesgos de la soldadura. Es importante adquirir un equipo de protección como un casco de soldador y ropa de protección como delantales, chaquetas, guantes y botas. La radiación ultravioleta generada por el arco eléctrico es perjudicial tanto para los ojos como para la piel. La exposición prolongada a estos peligrosos rayos puede provocar diferentes afecciones médicas, como cáncer de piel y daños oculares permanentes. La soldadura SMAW también produce mucho calor, escoria caliente y salpicaduras en cantidades abundantes, que pueden causar lesiones graves. Se pueden utilizar guantes, delantales y otras prendas protectoras para protegerse de estos peligros.

Debe asegurarse de que la superficie del metal que se va a soldar esté limpia antes de empezar a soldar con electrodo. En comparación con otras técnicas de soldadura, la soldadura por arco metálico protegido se ve menos afectada por las impurezas de la superficie. Sin embargo, sigue existiendo la posibilidad de que estas impurezas provoquen graves defectos en la unión soldada. Por lo tanto, es necesario limpiar la superficie antes de soldar.

Después de limpiar las superficies, coloque el electrodo más adecuado en el soldador. Configure los ajustes de corriente de acuerdo con las directrices mencionadas en el manual de usuario de la máquina de soldar. Ahora está listo para realizar la soldadura SMAW.

Inicio del arco eléctrico

Puede iniciar el arco con uno de los dos métodos: inicio por raspado y golpeteo.

Para desarrollar un arco de soldadura estable mediante el método de inicio por raspado, primero debe raspar la superficie de la pieza con el electrodo y alejarlo. Hay que arrastrar el electrodo sobre la superficie metálica de la misma manera que se golpea una cerilla. Si este movimiento se realiza correctamente, se iniciará un arco y podrás realizar tu trabajo de soldadura. Desarrollar este arco de soldadura puede ser bastante complicado y requerirá algo de práctica para perfeccionarlo.

Si el arco desapareció después de golpear el electrodo sobre la pieza, entonces implica que levantaste el electrodo demasiado lejos de la superficie. Intente mantener el electrodo lo más cerca posible de la superficie metálica sin que haga contacto. Si hay un contacto prolongado, entonces el electrodo puede pegarse firmemente al metal base debido al flujo de corriente. Si esto ocurre, basta con un rápido giro para liberar el electrodo.

En esencia, el método de roscado no difiere demasiado del método de arranque en frío. Para el método de roscado, debe bajar el electrodo directamente sobre el metal base manteniéndolo a 90 grados de la superficie. En cuanto el electrodo toque la superficie, levántelo ligeramente. Se iniciará un arco a medida que el electrodo suba. Si el arco se interrumpe, entonces habrá levantado el electrodo demasiado alto. Si no es lo suficientemente rápido y hay un contacto prolongado entre el electrodo y la superficie, entonces el electrodo puede pegarse a la sección de metal. Dé un rápido giro al electrodo para liberarlo.

Además de conocer la técnica correcta -que no es demasiado difícil- iniciar un arco requiere destreza, que se puede conseguir con la práctica. Puedes practicar con trozos de metal plano para aprender a mantener un arco de una sola vez. Una vez que domine este proceso, también puede practicar moviendo el electrodo a lo largo de la superficie del metal a un ritmo constante para aplicar el cordón de soldadura de manera uniforme.

Mientras practica cómo hacer cordones de soldadura, recuerde que el electrodo debe estar casi perpendicular con respecto a la superficie del metal. Lo mejor es inclinar el electrodo entre 10 y 30 grados en la dirección de desplazamiento de la soldadura para obtener los resultados más consistentes.

Diferentes posiciones de soldadura

Antes de adoptar cualquier posición de soldadura, debe pensar en el efecto de la gravedad sobre el charco de soldadura fundido. Como se trata de un baño de metal líquido, se comportará de forma similar a otros líquidos. Teniendo en cuenta este efecto, debe adoptar la posición más adecuada para soldar con eficacia y seguridad.

Las soldaduras verticales y horizontales pueden recibir apoyo de los bordes biselados y las placas de apoyo. Para ambos tipos de soldaduras, oriente el electrodo en un ángulo de 90 grados con respecto a la superficie del metal base.

La soldadura por encima de la cabeza puede ser considerablemente difícil debido al peligro que suponen las salpicaduras que caen. Una placa de apoyo puede ser útil en esta situación. Para las soldaduras planas, el electrodo debe orientarse en un ángulo de 90 grados con respecto a la superficie del metal. Siempre que sea posible, también debe intentar inclinar ligeramente el electrodo, para que no caigan gotas sobre ningún equipo.

Soldaduras de ranura

Para los metales más finos, puede confiar en una soldadura de ranura cuadrada. Pero para las secciones de metal de más de 3/16 de pulgada, debe emplear una amoladora o un cortador de plasma para cortar los bordes biselados.

Tanto para las soldaduras de ranura en V como para las de ranura cuadrada, debe colocar el electrodo a 90 grados con respecto a la sección de metal base. Para obtener mejores resultados, inclínelo ligeramente en la dirección del recorrido de la soldadura. La inclinación en otras direcciones puede hacer que las soldaduras no sean efectivas.

Soldadura en T

Cuando haga uniones en ángulo, debe orientar el electrodo a 45 grados con respecto a la soldadura. Por otro lado, puede reducir el ángulo cuando trabaje en juntas de solapa. Para aumentar la resistencia de la unión así formada, dé un movimiento circular al electrodo. Para ambos tipos de uniones, lo mejor es soldar ambos lados para garantizar la máxima durabilidad y resistencia.

Consejos y trucos para la resolución de problemas

Es posible que se encuentre con una serie de problemas mientras aprende los fundamentos de la soldadura por arco metálico protegido. Usted se convertirá en mucho mejor en la soldadura por la práctica constante y probar nuevas cosas para mejorar. En caso de que se encuentre con problemas, puede aplicar los siguientes trucos de solución de problemas para resolverlos.

Iniciar el arco puede ser un reto, especialmente para los principiantes. Al rascar la superficie para desarrollar el arco, el electrodo puede pegarse a la superficie metálica. No te preocupes. Todo lo que tienes que hacer es girar el electrodo bruscamente. Esto aflojará el electrodo de la superficie. Entonces podrá seguir trabajando con el electrodo.

Una vez que empiece a soldar, debe mover la mano de forma suave y constante para mantener el arco. Si aleja demasiado el electrodo de la superficie, el arco podría desaparecer. Simplemente reanude la soldadura desde la misma posición en el metal base donde se interrumpió la soldadura. Sólo tiene que asegurarse de que se mantiene la distancia correcta entre la superficie y el electrodo.

Entender la distancia del arco más adecuada puede ser útil. Consulte las instrucciones del fabricante del sector para obtener más información. Una longitud de arco de 1/8 de pulgada es normalmente adecuada para los electrodos que tienen un diámetro de 1/8 de pulgada. Los electrodos más finos funcionarán bien con una longitud de arco de 1/16 de pulgada.

Si la penetración es insuficiente, tendrá que considerar varios factores posibles para determinar la causa real. Uno de estos factores es la velocidad de desplazamiento. Si el electrodo se desplaza demasiado rápido, el espesor de la soldadura será demasiado inconsistente y estrecho. Si el electrodo se desplaza con demasiada lentitud, se acumulará un exceso de metal fundido, lo cual es innecesario y un desperdicio.

Con la práctica, podrá mover el electrodo a la velocidad adecuada. Obtendrá los mejores resultados en posición horizontal o plana. Pero si tiene que soldar en posición superior o vertical, la corriente debe ser menor que la de la posición horizontal. La mejor unión de soldadura se forma manteniendo longitudes de arco cortas y moviendo el electrodo a un ritmo constante.

Si observa que las soldaduras son demasiado débiles y se rompen, debe probarlas con un martillo antes de guardar el equipo de soldadura. No es necesario golpear las soldaduras directamente. El impacto del martillo debe ser de 2 a 3 pulgadas de distancia de la soldadura.

Antes de continuar con la soldadura o completar múltiples pases, tiene que desprender la escoria para obtener una superficie lisa.

Mejores prácticas de soldadura por arco metálico protegido

También puede seguir los siguientes pasos para garantizar la mejor calidad de las soldaduras con la técnica de soldadura por arco metálico protegido.

Elija un acero de la gama normal

Seleccionar un acero de la gama normal producirá buenos resultados de soldadura con electrodo. Esto incluye los aceros que oscilan entre AISI-SAE 1015 y 1025. Para estos aceros, el contenido de azufre es inferior al 0,035 por ciento y el contenido de silicio tiene un valor máximo del 0,1 por ciento. El proceso de soldadura de varilla con estos aceros es más fácil y conveniente, ya que permiten velocidades de soldadura más rápidas. La tendencia al agrietamiento también se minimiza debido a las propiedades metalúrgicas deseables de estos aceros.

Si tiene que soldar aceros al carbono y aceros de baja aleación cuya química está fuera del rango normal, entonces habrá una mayor probabilidad de defectos en la soldadura. Estos aceros son más propensos a agrietarse con la soldadura con electrodo. El riesgo de este tipo de defectos aumenta aún más en el caso de la soldadura con electrodo de estructuras rígidas y chapas pesadas fabricadas con estos aceros.

A causa de estos problemas, hay que tomar ciertas contramedidas. Los aceros con alto contenido de fósforo y azufre, en particular, no son ideales para la soldadura con electrodo. Si debe soldar con electrodo estos aceros, asegúrese de utilizar electrodos de bajo hidrógeno y de diámetro estrecho. Es mejor soldar a una velocidad más lenta para que el baño de soldadura permanezca fundido durante más tiempo. Como resultado, habrá tiempo suficiente para que las burbujas de gas salgan. De lo contrario, estas burbujas quedarían atrapadas dentro del baño de soldadura si éste se solidifica demasiado rápido, lo que provocaría porosidad.

Seleccione la mejor posición de unión

La calidad de la soldadura terminada está muy influenciada por la posición de la unión. Para chapas de acero de entre 10 y 18 de grosor, podrá alcanzar la mayor velocidad de soldadura con un ángulo descendente de entre 45 y 75 grados. No es necesario soldar en exceso ni realizar una soldadura más grande de lo necesario. Esto producirá demasiado metal fundido que puede provocar quemaduras.

Para las chapas de acero de baja aleación y alto contenido en carbono, realice la soldadura con electrodo manteniendo las piezas en una posición nivelada.

Seleccione el tamaño de electrodo más adecuado

Los electrodos más grandes transportan corrientes más grandes y depositan el metal de aportación a mayor velocidad. Para obtener una alta calidad de soldadura, se debe utilizar el electrodo más grande que sea práctico. Sin embargo, es posible que el tamaño del electrodo tenga que ser pequeño para las pasadas de raíz y la chapa metálica para evitar las quemaduras. El diámetro del electrodo también puede estar limitado por las dimensiones de la junta.

Defectos de la soldadura por arco metálico protegido y sus soluciones

Aquí se presentan algunos de los defectos más comunes de la soldadura con electrodo, junto con sus posibles soluciones.

Fisuras

Las fisuras son un tema complicado, ya que pueden desarrollarse muchos tipos diferentes de fisuras en varios lugares de la soldadura. Todas las grietas suponen un grave riesgo, ya que siempre existe la posibilidad de que aumenten de tamaño y se conviertan en fracturas. La aleación, el alto contenido de azufre o el alto contenido de carbono en los metales base son los responsables más frecuentes del agrietamiento.

Para minimizar el riesgo de agrietamiento, debe seguir los siguientes pasos durante la soldadura con electrodos:

• Utilice electrodos con bajo contenido de hidrógeno.
• Para uniones rígidas y chapas pesadas, emplee precalentamientos altos.
• Utilice electrodos de pequeño diámetro y corrientes bajas para reducir la penetración. Esto reducirá el número de aleaciones que se incluyen en el baño de soldadura desde el metal base.
• Para soldaduras de relleno o de varias pasadas, asegúrese de que el cordón de soldadura tiene el tamaño y la forma adecuados para evitar el agrietamiento. Puede añadir más capas si está seguro de ello. Puede aumentar el tamaño del cordón soldando 5 grados hacia arriba, utilizando un arco corto y una velocidad de desplazamiento lenta. Realice la soldadura mientras la pieza está caliente.

Las piezas rígidas tienen una mayor tendencia a agrietarse. Soldar en la dirección del extremo no sujetado si esto es posible. Debe haber un espacio de al menos 1/32 pulgadas entre las placas para permitir la contracción mientras la soldadura se enfría. También puede pelar los cordones de soldadura mientras están calientes para reducir la tensión.

Penetración superficial

La penetración es la profundidad a la que llega la soldadura en el metal base. Normalmente no es fácilmente visible. Para las soldaduras de alta resistencia, es necesaria una penetración completa hasta el punto más bajo de la unión. Si observa un problema de baja penetración, pruebe con velocidades de desplazamiento más lentas y corrientes más altas. Los electrodos pequeños son más propensos a penetrar completamente en ranuras estrechas y profundas.

Recuerde mantener cierta separación en la parte inferior de la unión.

Fusión deficiente

Existe una fusión adecuada cuando se forma un cordón sólido a lo largo de toda la unión y el baño de soldadura se ha solidificado para unir fuertemente ambos lados de la unión. Una fusión deficiente es fácilmente visible y debe ser resuelta para obtener uniones fuertes. Puede emplear el método del cordón de soldadura y corrientes más altas para tratar la fusión deficiente. Asegúrese de que los bordes de la junta están libres de suciedad. También puede utilizar el electrodo 11 o el AWS E6010, que puede cortar las impurezas. Si hay demasiada separación, debe emplear la técnica de tejido para cerrar la separación.

Porosidad

La porosidad no suele ser visible, lo cual es lamentable teniendo en cuenta lo común y grave que es. Para minimizar el riesgo de porosidad, limpie la superficie del metal base antes de soldar con electrodo. Asegúrese de que el baño de soldadura permanezca fundido durante más tiempo. Esto dará a las burbujas de gas tiempo suficiente para escapar. Estas burbujas pueden quedar atrapadas si el baño de soldadura se solidifica demasiado rápido. Estas burbujas crean agujeros en la estructura sólida, lo que da lugar a la porosidad.

Utilizar un electrodo de bajo hidrógeno para los aceros con fósforo, azufre, manganeso o bajo contenido en carbono. Los aceros de mecanizado libre pueden tener un exceso de azufre, lo que impide una correcta soldadura con electrodo. En estos casos, debe intentar minimizar la cantidad de metal base que se funde en el baño de soldadura utilizando velocidades de desplazamiento rápidas y una corriente baja. También puede emplear una longitud de arco más corta.

Al utilizar electrodos de bajo hidrógeno, el método de arrastre ligero es aconsejable. También puede emplear las mismas contramedidas para los agujeros superficiales.

Arco errante

Si está realizando una soldadura de varilla de CC, el arco puede empezar a errar de su curso previsto debido a la interferencia de campos magnéticos parásitos. Este problema es más probable en uniones complicadas y corrientes más altas. La mejor manera de controlar el problema del arco errante es cambiar a CA. Si este método falla, utilice electrodos más pequeños, una longitud de arco más corta y una corriente más baja.

También puede modificar la trayectoria de la corriente transfiriendo la conexión de trabajo hacia una sección diferente dentro de la pieza. También puede probar a realizar las conexiones en diferentes lugares. También puede probar con lengüetas de salida, soldando hacia las uniones terminadas y colocando bloques de acero para alterar la trayectoria eléctrica. También puede colocar pequeñas placas a lo largo del cordón en los extremos de la soldadura.

Electrodos húmedos

Si la corriente y la polaridad están de acuerdo con las directrices del fabricante, pero el arco sigue siendo inestable, entonces podría ser un caso de electrodos húmedos. Abra un recipiente nuevo para los electrodos secos. Si el problema se repite con frecuencia, entonces debe colocar los contenedores de electrodos abiertos dentro de armarios calefactados.

Subcorte

El subcorte puede parecer sólo un problema de apariencia, pero puede deteriorar la resistencia de la soldadura si ésta sufre fatiga o una fuerza de tensión. Puede minimizar la posibilidad de que se produzcan socavones disminuyendo la velocidad de desplazamiento y reduciendo la corriente. También puede emplear un electrodo más pequeño para un tamaño de baño de soldadura que pueda manejar. Además, pruebe a variar el ángulo del electrodo. Evite que el electrodo se entrelace demasiado y muévalo a una velocidad de desplazamiento uniforme.

Salpicaduras

Las salpicaduras no tienen mucho efecto sobre la resistencia de la soldadura. Sin embargo, sí que provoca un mal acabado superficial y, por tanto, mayores costes de limpieza. Se puede controlar el exceso de salpicaduras de varias maneras.

El primer método es mantener la corriente relativamente baja. Sin embargo, asegúrese de que esta corriente reducida está dentro del rango para el tamaño y tipo de electrodo dado. La corriente debe tener la polaridad correcta.

También puede reducir las salpicaduras reduciendo la longitud del arco. Si el baño de soldadura se extiende delante del arco de soldadura, ajuste ligeramente el ángulo del electrodo. Tenga cuidado con las condiciones de soplado del arco. Esto se denomina arco errante. El electrodo debe estar completamente seco.

Conclusión

No sólo ha aprendido los fundamentos de la soldadura con electrodo y sus técnicas, sino que también ha aprendido sobre los defectos de la soldadura con electrodo y sus remedios. Esto le ayudará a crear soldaduras de alta calidad que están libres de defectos.

Puestos similares:

• ¿Qué es la soldadura MMA?
• ¿Cuál es la diferencia entre la soldadura de CA y CC?
• ¿Qué son los electrodos de soldadura (y lo que debe saber)?