El electrodo revestido es el metal de aportación utilizado en el proceso de soldadura por arco manual (MMA). Versátil y relativamente sencillo de utilizar, se emplea en numerosos sectores industriales para operaciones de ensamblaje, mantenimiento y reparación.
Permite realizar tanto nuevos ensamblajes como intervenir en equipos existentes para repararlos o prolongar su vida útil.
Pero ¿por qué está revestido un electrodo de soldadura?
El revestimiento no es simplemente una capa depositada alrededor del alma metálica. Su composición influye en el comportamiento del electrodo durante la soldadura, la protección del baño de fusión, la formación de la escoria y las características del metal depositado.
Rutilo, básico, rutilo-básico, celulósico… Existen varias familias de revestimientos, cada una de ellas adaptada a necesidades y condiciones de soldadura específicas.
¿Qué es un electrodo revestido?
Un electrodo revestido está compuesto por dos elementos principales:
- un alma metálica, que conduce la corriente y participa en la formación del metal depositado;
- un revestimiento, compuesto por una mezcla de materias minerales y/o orgánicas cuya formulación varía en función de las propiedades buscadas.
Durante la soldadura MMA (Manual Metal Arc), también denominada SMAW (Shielded Metal Arc Welding), se forma un arco eléctrico entre el extremo del electrodo y la pieza que se va a soldar.
El calor generado funde progresivamente el electrodo y el metal base. El metal fundido forma el baño de fusión. El revestimiento se transforma y contribuye, entre otras cosas, a proteger el baño y a formar la escoria.
¿Para qué sirven los electrodos revestidos?
Los electrodos revestidos responden principalmente a necesidades de ensamblaje, mantenimiento, reparación y, para determinadas referencias, recargue.
El ensamblaje
Los electrodos permiten ensamblar de forma duradera piezas metálicas para fabricar estructuras, equipos o componentes.
El metal de aportación debe presentar características compatibles con los materiales base y con las prestaciones esperadas del ensamblaje.
El mantenimiento
La soldadura con electrodo revestido también se utiliza en operaciones de mantenimiento industrial.
La relativa sencillez y movilidad de los equipos necesarios hacen que este proceso resulte especialmente interesante para determinadas intervenciones in situ o en instalaciones existentes.
La reparación y el recargue
Los electrodos pueden permitir reparar piezas dañadas, agrietadas o desgastadas, con el fin de restablecer su funcionalidad y prolongar su vida útil.
Algunos electrodos también están diseñados para el recargue por soldadura. En este proceso, se deposita una capa de metal para restaurar las dimensiones de una pieza o mejorar sus propiedades superficiales, especialmente frente al desgaste, los impactos o la abrasión.
Por tanto, la elección del electrodo depende del material que se va a soldar, pero también de el objetivo de la intervención y las condiciones de uso de la pieza.
¿Para qué sirve el revestimiento de un electrodo de soldadura?
El revestimiento desempeña tres funciones principales: eléctrica, metalúrgica y mecánica. Por tanto, influye en el comportamiento del electrodo durante la soldadura y en las características del metal depositado.
Una función eléctrica: iniciar y estabilizar el arco
La formulación del revestimiento influye en el comportamiento eléctrico del electrodo.
Contribuye, entre otras cosas, a:
- facilitar el inicio y el reinicio del arco;
- estabilizar el arco eléctrico;
- permitir el uso con determinados tipos de corriente, alterna o continua;
- limitar la aparición de arcos secundarios no deseados y canalizar el arco.
Una función metalúrgica: proteger el metal fundido
Durante la soldadura, el baño de fusión debe protegerse de los elementos presentes en la atmósfera.
Durante su transformación, el revestimiento contribuye a crear una atmósfera gaseosa protectora alrededor del arco y del baño de fusión.
También participa, en función de su formulación, en:
- la desoxidación del metal fundido
- el aporte de elementos que influyen en la composición del metal depositado
- la formación de la escoria
- la protección del metal durante su solidificación
- el control del enfriamiento
- la forma del cordón y la soldadura en determinadas posiciones
Una función mecánica: controlar la transferencia del metal
El revestimiento contribuye a dirigir el arco en la prolongación del electrodo e influye en la transferencia de las gotas de metal hacia el baño de fusión.
El comportamiento y la viscosidad de la escoria contribuyen a mantener el metal fundido, especialmente en determinadas posiciones de soldadura. La naturaleza y el espesor de la escoria también influyen en la forma y el aspecto del cordón.
¿Cuáles son los principales tipos de revestimiento?
Recubrimientos rutílicos, básicos, rutilo-básicos y celulósicos. Se diferencian por su composición, su comportamiento durante la soldadura y las propiedades buscadas del metal depositado.
Electrodo rutilo: facilidad de uso y comodidad durante la soldadura
Los revestimientos rutilos contienen una proporción importante de compuestos a base de dióxido de titanio.
Los electrodos rutilos son especialmente apreciados por:
- su facilidad de inicio y reinicio del arco;
- la estabilidad del arco;
- su comodidad de uso;
- el aspecto regular del cordón;
- una escoria generalmente fácil de eliminar.
Electrodo básico: prestaciones mecánicas y control del hidrógeno
Los recubrimientos básicos contienen, entre otros, componentes minerales como carbonatos y fluoruros.
Estos electrodos son especialmente solicitados cuando la aplicación exige buenas características mecánicas y un control del hidrógeno difusible.
Su almacenamiento, acondicionamiento y condiciones de uso deben controlarse rigurosamente para preservar las propiedades buscadas.
Electrodo rutilo-básico: un equilibrio entre operatividad y prestaciones
El revestimiento rutilo-básico combina componentes característicos de las familias rutila y básica.
Busca un equilibrio entre:
- estabilidad y comportamiento del arco
- facilidad de manejo
- comportamiento de la escoria
- aspecto del cordón
- características del metal depositado
Las prestaciones precisas siguen estando directamente relacionadas con la formulación del electrodo.
¿Existen otros tipos de recubrimiento?
Sí. Los electrodos rutilos, básicos y rutilo-básicos no representan todas las soluciones disponibles.
Los electrodos celulósicos, por ejemplo, son conocidos por su arco penetrante y su aptitud para determinadas configuraciones de soldadura en posición. Han encontrado aplicaciones especialmente en la soldadura de tuberías.
También existen otras clasificaciones, como las familias rutilo-celulósica, rutilo-ácida o ácida.
No obstante, el tipo de recubrimiento es solo uno de los criterios. La clasificación completa, la ficha técnica y las recomendaciones del fabricante deben consultarse antes de su uso.
¿Qué electrodo elegir según la posición de soldadura?
No todos los electrodos permiten soldar en todas las posiciones. La aptitud depende de las características y de la clasificación de cada referencia.
En posición plana, en ángulo, horizontal, vertical o sobrecabeza: la posición influye en el comportamiento del baño de fusión.
Bajo el efecto de la gravedad, el metal fundido resulta especialmente más difícil de controlar en posición vertical o sobrecabeza. El recubrimiento y la escoria contribuyen entonces al control del baño y de la transferencia del metal.
Según el electrodo, la soldadura puede realizarse:
- en posición plana;
- en ángulo;
- en posición horizontal;
- en vertical ascendente;
- en vertical descendente;
- en posición sobrecabeza.
Las posiciones se designan, entre otras, mediante referencias como PA, PB, PC, PD, PE, PF o PG.
Dos electrodos pertenecientes a una misma familia de recubrimientos pueden presentar aptitudes diferentes. La ficha técnica y las indicaciones presentes en el embalaje permiten, entre otros aspectos, comprobar las posiciones, la polaridad y la intensidad recomendadas.
¿Cómo elegir un electrodo revestido?
La elección de un electrodo depende principalmente del material que se va a soldar, de las propiedades buscadas, de la posición de soldeo, de la corriente disponible y de las condiciones de servicio.
Ensamblaje, mantenimiento, reparación o recargue: por tanto, el tipo de revestimiento no es el único criterio.
En particular, se deben tener en cuenta:
- la naturaleza y el grado del metal base
- el objetivo de la intervención
- las características mecánicas buscadas
- el espesor de las piezas
- la posición de soldeo
- el tipo de corriente disponible
- las condiciones de obra o de taller
- la temperatura y las condiciones de servicio
- las necesidades de resistencia al desgaste o a la corrosión
- los requisitos relativos al hidrógeno difusible
- las normas y especificaciones aplicables
Por tanto, la elección del metal de aportación debe tener en cuenta el conjunto de las limitaciones técnicas y operativas de la aplicación.
¿Recubrimiento estándar o formulación a medida?
Las grandes familias de recubrimientos abarcan numerosas aplicaciones industriales. Sin embargo, algunas situaciones requieren características específicas.
La formulación puede entonces desarrollarse o adaptarse para actuar sobre distintos parámetros: estabilidad del arco, comportamiento operativo, características de la escoria, transferencia del metal, composición química del metal depositado o propiedades mecánicas.
El desarrollo también debe tener en cuenta el comportamiento de la formulación durante la fabricación, especialmente durante la extrusión, el secado y la cocción.
Un pliego de condiciones específico puede incluir requisitos relacionados con:
- el metal base
- las características del metal depositado
- las posiciones de soldadura
- las condiciones de servicio
- el proceso de fabricación del cliente
- los objetivos de productividad
- las normas o especificaciones aplicables
La formulación desarrollada debe posteriormente ser fabricada, probada y caracterizada para verificar su comportamiento durante la soldadura y las prestaciones obtenidas.
¿Qué otros procesos y metales de aportación existen para la soldadura?
El electrodo revestido no es el único metal de aportación utilizado en soldadura. El formato del consumible depende, entre otros factores, del proceso elegido.
El electrodo revestido está asociado al proceso MMA/SMAW, pero en la industria se utilizan otros procesos de soldadura:
- TIG/GTAW: varillas o hilos de aportación, con un electrodo de tungsteno no consumible
- MIG/MAG/GMAW: hilo-electrodo continuo
- FCAW / hilo tubular: hilo tubular
- SAW / soldadura por arco sumergido: hilo-electrodo asociado a un fundente granular
Cada proceso responde a necesidades diferentes en materia de productividad, precisión, movilidad, automatización y prestaciones.
¿Cómo se fabrica un electrodo revestido?
Un electrodo revestido se fabrica en varias etapas: formulación, preparación de las materias primas, extrusión, secado y cocción, controles y acondicionamiento.
La fabricación requiere controlar a la vez la metalurgia, la formulación del recubrimiento y el proceso industrial.
Formular el recubrimiento
La composición del recubrimiento se define en función del tipo de electrodo y de las prestaciones buscadas.
Influye especialmente en el comportamiento del arco, la escoria y las características del metal depositado.
Preparar las materias primas
Las materias primas se dosifican y mezclan con precisión para obtener una composición homogénea.
Extruir y revestir
La mezcla se extruye alrededor del alma metálica para obtener un recubrimiento uniforme.
Se realizan controles durante toda la producción para verificar la regularidad y la conformidad de los electrodos.
Secar y cocer
Tras la extrusión, los electrodos siguen un ciclo térmico controlado que incluye el secado y la cocción.
Esta etapa permite controlar la humedad, estabilizar el recubrimiento y conferirle las propiedades esperadas.
Controlar
Los controles finales verifican la conformidad de los electrodos.
Según el producto y los requisitos aplicables, pueden completarse con ensayos de soldadura, análisis químicos, exámenes metalográficos o ensayos mecánicos sobre el metal depositado.
Identificar y acondicionar
Los electrodos conformes se identifican y acondicionan para preservar sus características y garantizar su trazabilidad.
Las condiciones de almacenamiento siguen siendo especialmente importantes para los electrodos sensibles a la absorción de humedad.
De la formulación a la fabricación de los electrodos revestidos: la experiencia de SELECTARC
En SELECTARC, el desarrollo de un electrodo comienza con el dominio de su formulación.
Nuestro laboratorio de I+D integrado desarrolla y optimiza las composiciones de los recubrimientos para alcanzar las características operativas, metalúrgicas y mecánicas deseadas. Nuestros equipos trabajan con formulaciones probadas y también pueden desarrollar soluciones específicas a partir de las especificaciones y la aplicación del cliente.
Nuestros electrodos revestidos se fabrican en Francia, en nuestras instalaciones de Grandvillars (90), donde controlamos las distintas etapas del proceso: preparación de las materias primas, extrusión del revestimiento alrededor del alma metálica, secado, cocción, controles y acondicionamiento.
Se realizan controles a lo largo de toda la producción y sobre los productos terminados. Nuestro laboratorio también dispone de medios de ensayo que permiten caracterizar el metal depositado y validar las prestaciones buscadas: ensayos de tracción, flexión por impacto, doblado, medición de dureza, micrografía y macrografía.
Este dominio del desarrollo y la fabricación se refleja en una gama de más de 300 electrodos revestidos, destinada a numerosas aplicaciones industriales: ensamblaje, mantenimiento, reparación y recargue.
Y dado que cada proceso de soldadura responde a diferentes exigencias, SELECTARC también ofrece una amplia gama de otros metales de aporte: hilos y varillas TIG, hilos MIG/MAG, hilos tubulares, hilos para soldadura por arco sumergido y hilos especiales, especialmente para aplicaciones de microláser.
Gracias a su experiencia industrial y metalúrgica, SELECTARC desarrolla y fabrica en Francia metales de aporte de alto rendimiento para soldadura y soldadura fuerte, adaptados a las exigencias de la industria.
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