los electrodos

  los electrodos son dispositivos que conducen electricidad y que también pueden actuar como metal de soporte. Es bueno conocer los distintos tipos de electrodos para así tomar una decisión informada al momento de trabajar en el soldado de piezas de metal.

Tipos de Electrodos

Los electrodos podemos clasificaros en dos tipos, los Desnudos y los Recubiertos

• Electrodos desnudos: Con estos electrodos, los materiales fundidos no están protegidos contra las acciones de los gases tales como el oxigeno y el nitrógeno,  es por este factor que las soldaduras llegan a una calidad inferior. Estos electrodos únicamente se usan en los cordones secundarios y en las cargas estáticas.
• Electrodos revestidos: Es un electrodo para soldaduras eléctricas, estos son los que generalmente se emplean en las estructuras metálicas. Este se encuentra protegido mediante un revestimiento compuesto de diversas sustancias, según las características que se deseen brindar al material de la soldadura y estas también protegen el metal fundido de la atmósfera y estabilizan el arco eléctrico.

Clasificación de electrodos revestidos

Estos se clasifican en 5 tipos, los celulósicos, Base Rutilo, Bajo hidrógeno, Oxido de fierro y polvo de fierro.

• Electrodo Celulósico. Este electrodo lleva en su revestimiento un 45% de celulosa. El arco eléctrico de este electrodo calienta el recubrimiento descomponiendo la celulosa en (CO, CO2 y vapor de agua). También posee otro elemento como el Bióxido de titanio, que es creador de escorias, Ferro manganeso como desoxidante o reductor.
• Electrodo Bajo hidrógeno. Este tipo de electrodo brinda la máxima calidad, debido a su contenido de carbono e hidrógeno. Los elementos componentes que el revestimiento contiene son: Carbonato de Calcio, que da una simple reacción muy básica a la escoria que también absorbe y neutraliza impurezas del azufre. Fluorita que neutraliza las impurezas del fósforo de los tipos ácidos que son perjudiciales. Este tipo se utiliza en acero con grandes contenidos de carbono 0,25% o en construcciones fuertes.
• Electrodo Base de Rutilo. Este electrodo destaca por su fácil manejo y su tipo de acabado. Su escoria se remueve fácilmente y en muchos casos sola.
• Electrodo Oxido de fierro. Este es caracterizado por su tipo de escoria liquida, adecuada para soldar en vertical descendente y su gran velocidad de deposito y limpieza.
• Electrodo Polvo de fierro. Contiene un 50% de fierro en su revestimiento. Este electrodo fue creado para batallar con los procesos semiautomáticos de la industria. Los más usados son el 7018, 7024 el primero que tiene bajo hidrógeno y el segundo parecido al 7014.

Por el revestimiento que llevan, conservan o aumentan las propiedades del depósito a realizar y esto es debido al tipo de componentes que componen el revestimiento y el porcentaje de estos, sin embargo todos cuentan con elementos en común.

Las características que aportan el revestimiento a la soldadura son:

• Penetración.
• Tipo de corriente al utilizar
• Polaridad.
• El crecimiento de amperaje sin socavar.
• Presentación.
• Mayor velocidad de depósito.
• Mayor estabilidad de arco.
• Evita la porosidad.
• Evita la oxidación inmediata.
• Elimina ácidos presentes en el metal base.
• Aporte de aleantes.

Para proporcionar un mayor calidad a las soldaduras, es preferible usar los electrodos con revestimiento de bajo hidrógeno, que aunque son mucho mas difíciles de fundir, ofrecen muy buenas soldaduras, con baja cantidad de oxigeno y pocas oclusiones gaseosas.

Importancia del Electrodo en Soldaduras

Para proporcionar una mejor calidad a las soldaduras, convienen los electrodos con revestimiento básico, que, aunque son más difíciles de fundir ofrecen buenas soldaduras, con poco oxígeno y sin oclusiones gaseosas.

Se emplea este tipo de electrodo en aquellas construcciones donde los cordones de soldadura son muy importantes para garantizar la seguridad de la obra.

Soldadura de Hierro Fundido:

- AWS Ni-CI: Electrodo con núcleo de Ni puro y revestimiento básico grafítico, ideal para reparaciones de fundición gris tanto en frío como en caliente. Material maleable y fácil de maquinar Diseñado para brindar un excelente desempeño en múltiples pasadas.
- AWS Ni-Fe-CI: Electrodo base níquel balanceado con hierro, especial para soldadura de fundición gris, fundición maleable y nodular, tanto en frío como en caliente. Máxima calidad de juntas de gran espesor y restricción de movimientos.

Soldadura de Aceros Inoxidables:

- AWS E308L-16: Es un electrodo rutílico básico para aceros inoxidables austeniticos (301, 302, 304, 308). Tiene bajo aporte de carbono y es aplicable en la industria alimenticia, química medicinal y petrolera.
- AWS E316-L16: Electrodo rutílico-básico para soldadura de acero inoxidable 316L o equivalentes. Resistente a la corrosión severa intrangular. Se aplica en industrias químicas, textil, papelera y en tanques a presión.
- AWS E310-16: Electrodo con revestimiento básico para soldar aceros refractarios del tipo 25% Cr – 20% Ni. También apto para soldaduras de aceros ferriticos con 6-25% de Cr.

Soldadura de Recubrimientos Duros:

- DIN E1-350: Electrodo para combatir el rozamiento íntermetálico, deja un deposito mecanizable con herramientas de acero rápido. Recomendado para reconstrucción de piezas de orugas, material en trenes rodantes, engranajes, ejes, eslabones, cilindros y rodillos de apoyo en hornos.
- DIN EG-55R: Electrodo recomendado para la protección y recuperación de piezas con rozamiento íntermetálico con muy buena resistencia a la abrasión e impactos. Apto para recargar cuchillas de niveladoras, recuperación de maquinaria minera, palas de arrastre, zanjadoras y cortafríos.
- DIN E10-60RZ: Electrodo rutílico resistente al desgaste por abrasión severa y al rozamiento. Al tener alto Cr es apto para trabajar en altas temperaturas (680°C) Recomendado para protección de martillos de molienda, mandíbulas, conos, rodillos y camisas.
- DIN E10-60RZ: Electrodo básico, con gran duración y resistencia al impacto. Recomendado en cilindros de trituración de materiales, bombas centrífugas, tornillos sinfín, etc.

Soldadura de Metales No Ferrosos:

- AWS CuSn-C: Electrodo que deposita bronce fosforoso, apto para unir bronces y latones, bronces con aceros y con hierro fundido. Recomendado para recubrir superficies y reducir el desgaste íntermetálico, corrosión al agua marina y la cavitación.
- AWS Cu: Electrodo básico utilizado en uniones y recargues de piezas de cobre electrolítico y desoxidado. Recomendado para espesores mayores a 5mm (Precalentándose la pieza a 600°C)
- AWS E4043: Electrodo de aluminio aleado al 5% de Si. Apto para juntas de aluminio puro, aleado y sus combinaciones. Comúnmente utilizado en reparación de defectos, fisuras en piezas de aluminio. Se recomienda precalentar entre 150 y 250°C espesores mayores a 10mm.

2- Clasificación de electrodos para aceros al carbono

La especificación AWS A5.1, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros al carbono, trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos:

E XXYZ - 1 HZR

donde,

E, indica que se trata de un electrodo para soldadura eléctrica manual;

XX, son dos dígitos (ó tres si se trata de un número de electrodo de cinco dígitos) que designan la mínima resistencia a la tracción, sin tratamiento térmico post soldadura, del metal depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada², como se indican en los ejemplos siguientes:

E 60XX ... 62000 lbs/pulg² mínimo (62 Ksi)

E110XX ... 110000 lbs/pulg² mínimo (110 Ksi)

Y, el tercer dígito indica la posición en la que se puede soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestión. Así si vale 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo es apto para soldar en todas posiciones (plana, vertical, techo y horizontal), 2 si sólo es aplicable para posiciones planas y horizontal; y si vale 4 (por ejemplo E 7048) indica que el electrodo es conveniente para posición plana, pero especialmente apto para vertical descendente.

Z, el último dígito, que está íntimamente relacionado con el anterior, es indicativo del tipo de corriente eléctrica y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo, e identifica a su vez el tipo de revestimiento, el que es calificado según el mayor porcentaje de materia prima contenida en el revestimiento. Por ejemplo, el electrodo E 6010 tiene un alto contenido de celulosa en el revestimiento, aproximadamente un 30% o más, por ello a este electrodo se le califica como un electrodo tipo celulósico.

A continuación se adjunta una tabla interpretativa para el último dígito, según la clasificación AWS de electrodos:

3- Clasificación de electrodos para aceros de baja aleación

La especificación AWS A5.5. que se aplica a los electrodos para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma designación de la AWS A5.1. con excepción de los códigos para designación que aparecen después del guión opcionales. En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un número (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc.), los cuales indican el porcentaje aproximado de aleación en el depósito de soldadura, de acuerdo al siguiente cuadro:

A1	0.5% Mo
B1	0.5% Cr, 0.5% Mo
B2	1.25% Cr, 0.5% Mo
B3	2.25% Cr, 1.0% Mo
B4	2.0% Cr, 0.5% Mo
B5	0.5% Cr, 1.0% Mo
C1	2.5% Ni
C2	3.25% Ni
C3	1.0% Ni, 0.35% Mo, 0.15% Cr
D1 y D2	0.25-0.45% Mo, 1.75% Mn
G(*)	0.5% mín. Ni, 0.3% mín. Cr, 0.2% mín Mo, 0.1% mín. V, 1.0% mín Mn

(*) Solamente se requiere un elemento de esta serie para alcanzar la clasificación G.

A continuación se adjunta una tabla resumen donde se indica el tipo de corriente y revestimiento del electrodo según la norma AWS:

Clasificación AWS	Tipo de Revestimiento	Posición de soldeo	Corriente eléctrica
E 6010	Alta celulosa, sodio	F, V, OH, H	CC (+)
E 6011	Alta celulosa, potasio	F, V, OH, H	CA ó CC(+)
E 6012	Alto titanio, sodio	F, V, OH, H	CA, CC (-)
E 6013	Alto titanio, potasio	F. V, OH, H	CA, CC (+) ó CC (-)
E 6020	Alto óxido de hierro	H-Filete	CA, CC (-)
E 6020	Alto óxido de hierro	F	CA, CC (+) ó CC (-)
E 7014	Hierro en polvo, titanio	F, V, OH, H	CA, CC (+) ó CC (-)
E 7015	Bajo hidrógeno, sodio	F, V, OH, H	CC (+)
E 7016	Bajo hidrógeno, potasio	F, V, OH, H	CA ó CC (+)
E 7018	Bajo hidrógeno, potasio, hierro en polvo	F, V, OH, H	CA ó CC (+)
E 7018M	Bajo hidrógeno, hierro en polvo	F, V, OH, H	CC (+)
E 7024	Hierro en polvo, titanio	H-Filete, F	CA, CC (+) ó CC (-)
E 7027	Alto óxido de hierro, hierro en polvo	H-Filete	CA, CC (-)
E 7027	Alto óxido de hierro, hierro en polvo	F	CA, CC (+) ó CC (-)
E 7028	Bajo hidrógeno, potasio	H-Filete, F	CA ó CC (+)
E 7028	Hierro en polvo
E 7048	Bajo hidrógeno, potasio	F, V, OH, H	CA ó CC (+)
E 7047	Hierro en polvo	F, V, OH, HV-Descendente

Según las normas AWS las posiciones de soldeo son:

F: plana;

H: horizontal;

H-Filete: filete horizontal;

V-Descendente: vertical descendente;

V: vertical;

OH: techo ó sobrecabeza.

4- Clasificación de electrodos para aceros inoxidables

La especificación AWS A5.4 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificación de estos electrodos también es numérico.

Como muestras de clasificación de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, ó E 310-16

Antes de entrar en la explicación del sistema, es conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean identificados de acuerdo a lo que indica la AISI. Así por ejemplo, el acero inoxidable AISI 310 corresponde a un acero cuya composición química es del 25% de Cr y el 20% de Ni, entre sus elementos principales.

La especificación AWS A5.4, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la siguiente designación para electrodos revestidos:

5- Clasificación de electrodos para metales no ferrosos

La especificación AWS A5.15 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar metales no ferrosos.

En este caso el sistema de clasificación de estos electrodos es simbólico, es decir, que se indica el símbolo químico del elemento o elementos metálicos predominantes en el análisis del núcleo metálico del electrodo.

El sistema utiliza el prefijo E, que significa que el producto es un electrodo para soldar, seguido de los elementos considerados significativos.

Por ejemplo E Cu Sn A, los símbolos indican que el electrodo está compuesto básicamente de cobre (Cu) y estaño (Sn).

Por último, el caso concreto para soldadura de hierro fundido, la denominación del electrodo termina con las letras CI. Por ejemplos, E ni-CI, E ni Fe-CI, etc.

6- Clasificación de electrodos y flujos para arco sumergido

6.1- Normas para electrodos

La especificación AWS A5.17 dicta las normas de clasificación de electrodos por proceso de arco sumergido para aceros al carbono.

Esta especificación identifica los electrodos con el prefijo E (electrodo para arco eléctrico), seguido de la letra que indica el contenido de manganeso y que puede ser L (bajo), M (medio) ó H (alto).

A continuación sigue uno o dos dígitos que dan el contenido nominal de carbono en centésima de porcentaje.

Finalmente, algunos electrodos traerán una letra K para significar que es un producto obtenido de un acero calmado al silicio.

Las propiedades mecánicas del depósito dependen del fundente que se use con cada electrodo.

La denominación completa del fundente y electrodo puede ser, por ejemplo, la siguiente:

F6A2 EM12K

donde cada término significa:

F: Fundente.

6: 60.000 Psi de resistencia a la tracción mínima.

A: Propiedades mecánicas obtenidas sin tratamiento post soldadura (as welded).

2: Resistencia al impacto de 27 mínimo a 20°F.

E: Electrodo.

M: Contenido medio de manganeso.

12: 0.12% de carbono (nominal).

K: Acero calmado.

Electrodo AWS	Composición Química (%)
	Carbono	Manganeso	Silicio	Otros
EL 8	a 0,10	0,30-0,55	0,05	0,5
EL 8 K	a 0,10	0,30-0,55	0,10-0,20	0,5
EL 12	0,07-0,15	0,35-0,60	0,05	0,5
EM 5 K	0,06	0,90-1,40	0,4-0,7	0,5
EM 12	0,07-0,15	0,85-1,25	0,05	0,5
EM 12 K	0,07-0,15	0,85-1,25	0,15-0,35	0,5
EM 13 K	0,07-0,19	0,90-1,40	0,45-0,70	0,5
EM 15 K	0,12-0,20	0,85-1,25	0,15-0,35	0,5
EH 14	0,10-0,18	1,75-2,25	0,05	0,5

6.2- Normas para flujos

La norma para fundentes identifica los flujos con el prefijo F (de flujo), seguido de dos dígitos, que representan los valores medios de resistencia a la tracción y su especificación bajo condiciones de impacto. A continuación se añaden cuatro dígitos adicionales que representan el electrodo en la combinación para determinar las propiedades.

Se adjunta tabla representativa:

Flujos AWS	Resistencia a la tracción, psi	Límite de fluencia (0,2%), psi	Elongación en 2" %	Charpa-V pie/lb.
F60-XXXX	62000 a 80000	50000	22	No requiere
F61-XXXX				20 a 0ºF
F62-XXXX				20 a 20ºF
F63-XXXX				20 a 40ºF
F64-XXXX				20 a 60ºF
F70-XXXX	72000 a 95000	60000	22	No requiere
F71-XXXX				20 a 0ºF
F72-XXXX				20 a 20ºF
F73-XXXX				20 a 40ºF
F74-XXXX				20 a 60ºF