¿Qué es la soldadura por arco?

La soldadura por arco de electrodos es el método de soldadura más utilizado en la producción industrial. El metal a soldar es un polo y el electrodo es el otro polo. Cuando los dos polos están cerca uno del otro, se genera un arco. El calor generado por la descarga del arco (comúnmente conocido como combustión por arco) se utiliza para conectar el electrodo con las piezas de trabajo que se funden y forman una soldadura después de la condensación, para obtener un proceso de soldadura con una unión fuerte.

 History of arc welding-Tianqian

Figura 1. Historia de la soldadura

Breve historia

Después de muchos experimentos de soldadura ya en el siglo XIX, un inglés llamado Willard obtuvo por primera vez una patente para la soldadura por arco en 1865. Usó corriente eléctrica para pasar a través de dos pequeñas piezas de hierro para fusionarlas con éxito, y unos veinte años después, un ruso Bernard obtuvo una patente para un proceso de soldadura por arco. Mantuvo un arco entre el poste de carbono y las piezas de trabajo. Cuando el arco se hizo funcionar manualmente a través de la unión de las piezas de trabajo, las piezas de trabajo a soldar se fusionaron. En la década de 1890, el metal sólido se desarrolló como electrodo, que se consumió en el baño fundido y se convirtió en parte del metal de soldadura. Sin embargo, el oxígeno y el nitrógeno del aire formaron óxidos y nitruros nocivos en el metal de soldadura. , Lo que conduce a una mala calidad de soldadura.

A principios del siglo XX, se comprendió la importancia de proteger el arco para evitar la infiltración de aire, y el uso del calor del arco para descomponer el revestimiento en el electrodo del escudo de gas protector se convirtió en el mejor método. A mediados de la década de 1920, se desarrolló el electrodo revestido, que mejoró enormemente la calidad del metal soldado. Al mismo tiempo, también puede ser la transformación más importante de la soldadura por arco. El equipo principal en el proceso de soldadura incluye máquina de soldar eléctrica, pinzas de soldar y mascarilla.

 Welding principle-TianqiaoFigura 2. Principio de soldadura

Principio

El arco de soldadura es alimentado por la fuente de poder de soldadura. Bajo la acción de un cierto voltaje, se produce un fenómeno de descarga fuerte y duradero entre el electrodo (y el extremo del alambre de soldadura o la varilla de soldadura) y la pieza de trabajo. La esencia del arco de soldadura es la conducción de gas, es decir, el gas neutro en el espacio donde se encuentra el arco se descompone en iones positivos cargados positivamente y electrones cargados negativamente bajo la acción de un cierto voltaje, que se llama ionización. Estas dos partículas cargadas se dirigen a los dos polos. El movimiento direccional hace que el gas local conduzca la electricidad para formar un arco. El arco eléctrico convierte la energía eléctrica en calor, que calienta y derrite el metal para formar una junta soldada.

Después de que se induce la “ignición” del arco, el proceso de descarga en sí mismo puede producir las partículas cargadas necesarias para sostener la descarga, que es un fenómeno de descarga autosostenida. Y el proceso de descarga de arco tiene bajo voltaje, alta corriente, alta temperatura y fuerte luminiscencia. Con este proceso, la energía eléctrica se convierte en calor, energía mecánica y luminosa. La soldadura utiliza principalmente su energía térmica y mecánica para lograr el propósito de conectar metales.

Durante la soldadura, el arco se quema entre la varilla de soldadura y las piezas de trabajo de soldadura, derritiendo las piezas de trabajo y el núcleo del electrodo para formar un baño fundido. Al mismo tiempo, el revestimiento del electrodo también se funde y se produce una reacción química para formar escoria y gas, que protege el extremo del electrodo, las gotas, el baño fundido y el metal de soldadura a alta temperatura.

 

Clasificación principal

Los métodos comunes de soldadura por arco incluyen principalmente soldadura por arco metálico protegido (SMAW), soldadura por arco sumergido (SAW), soldadura por arco de tungsteno con gas (soldadura GTAW o TIG), soldadura por arco de plasma (PAW) y soldadura por arco metálico con gas (soldadura GMAW, MIG o MAG). ) etc.

 E7018-Tianqiao

Figura 3. Electrodo de soldadura E7018

Soldadura por arco de metal blindado (SMAW)

La soldadura por arco de metal protegido utiliza el electrodo y la pieza de trabajo como dos electrodos, y el calor y la fuerza de soplado del arco se utilizan para fundir localmente la pieza de trabajo durante la soldadura. Al mismo tiempo, bajo la acción del calor del arco, el extremo del electrodo se funde para formar una gota y la pieza de trabajo se funde parcialmente para formar un pozo ovalado lleno de metal líquido. El metal líquido fundido y la gota de la pieza de trabajo forman un charco fundido. Durante el proceso de soldadura, el revestimiento y las inclusiones no metálicas se disuelven entre sí y forman una sustancia no metálica que recubre la superficie de la soldadura mediante cambios químicos denominados escoria. A medida que el arco se mueve, el baño de fusión se enfría y solidifica para formar una soldadura. Tenemos varios electrodos de soldadura para SMAW, los modelos más populares sonE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, y para acero inoxidable, hierro fundido, superficie dura etc.

 Submerged-Arc-Welding-SAW-TianqiaoFigura 4. Soldadura por arco sumergido

Soldadura por arco sumergido (SAW)

La soldadura por arco sumergido es un método en el que el arco se quema debajo de la capa de fundente para soldar. El electrodo de metal utilizado en la soldadura por arco sumergido es un alambre desnudo que se alimenta automáticamente sin interrupción. Generalmente, se utiliza un carro de soldadura u otros dispositivos mecánicos y eléctricos para realizar el movimiento automático del arco durante el proceso de soldadura. El arco de soldadura por arco sumergido arde bajo el fundente granular. El calor del arco derrite y evapora las partes directamente sobre las que actúa el arco de la pieza de trabajo, el extremo del alambre de soldadura y el fundente, y el vapor del metal y el fundente se evapora para formar una cavidad cerrada alrededor del arco. Quema en esta cavidad. La cavidad está rodeada por una película de escoria compuesta de escoria producida por la fusión del fundente. Esta película de escoria no solo aísla bien el aire del contacto con el arco y el baño fundido, sino que también evita que el arco se irradie. El alambre de soldadura calentado y fundido por el arco cae en forma de gotitas y se mezcla con el metal fundido de la pieza de trabajo para formar un baño fundido. La escoria menos densa flota en la piscina fundida. Además del aislamiento mecánico y la protección del metal del baño fundido, la escoria fundida también experimenta una reacción metalúrgica con el metal del baño fundido durante el proceso de soldadura, lo que afecta la composición química del metal de soldadura. El arco avanza y el metal fundido se enfría gradualmente y se cristaliza para formar una soldadura. Después de que la escoria fundida que flota en la parte superior del baño fundido se enfría, se forma una costra de escoria para continuar protegiendo la soldadura a alta temperatura y evitar que se oxide. Proporcionamos el flujo para SAW, SJ101SJ301SJ302

TIG-TianqiaoFigura 5. Soldadura TIG por arco de tungsteno con gas

Gcomo Tonelgstes Soldadura por arco / Soldadura por gas inerte de tungsteno (GTAW o TIG)

La soldadura TIG se refiere a un método de soldadura por arco que utiliza tungsteno o aleación de tungsteno (tungsteno de torio, tungsteno de cerio, etc.) como electrodo y argón como gas protector, lo que se conoce como soldadura TIG o soldadura GTAW. Durante la soldadura, se puede agregar o no metal de aportación de acuerdo con la forma de la ranura de la soldadura y el rendimiento del metal de soldadura. El metal de relleno generalmente se agrega desde el frente del arco. Debido a la particularidad del aluminio-magnesio y sus materiales de aleación, la soldadura por arco de tungsteno de CA es necesaria para la soldadura, y la soldadura por arco de tungsteno de CC se utiliza para otros materiales metálicos. Para controlar la entrada de calor, la soldadura por arco de tungsteno y argón pulsado se utiliza cada vez más. Los alambres de soldadura TIG más utilizados sonAWS ER70S-6, ER80S-GER4043ER5356HS221 y etc.

Plasma Arc Welding-Tianqiao Figura 5. Soldadura por arco de plasma

Soldadura por arco de plasma (PAW)

El arco de plasma es una forma especial de arco. El arco también es de tungsteno o aleación de tungsteno (torio tungsteno, cerio tungsteno, etc.) como electrodo de arco, utilizando argón como gas protector, pero el electrodo de tungsteno no se extiende fuera de la boquilla, sino que se retrae Dentro de la boquilla, la boquilla es refrigerada por agua, también conocida como boquilla refrigerada por agua. El gas inerte se divide en dos partes, una parte es el gas expulsado entre el electrodo de tungsteno y la boquilla refrigerada por agua, llamado gas iónico; la otra parte es el gas expulsado entre la boquilla refrigerada por agua y la campana de gas protector, llamado gas protector, que utiliza el arco de plasma como fuente de calor para soldar, cortar, rociar, revestir, etc.

 Worker welding theironFigura 5 Soldadura con gas de metal inerte

Soldadura con gas inerte de metal (MIG)

La soldadura MIG significa que el alambre de soldadura reemplaza al electrodo de tungsteno. El alambre de soldadura en sí es uno de los polos del arco, desempeñando el papel de conducción eléctrica y arco, y al mismo tiempo que el material de relleno, que se funde y se llena continuamente en la soldadura bajo la acción del arco. El gas protector comúnmente utilizado alrededor del arco puede ser el gas inerte Ar, el gas activo CO2, o el Ar + CO2gas mixto. La soldadura MIG que utiliza Ar como gas protector se denomina soldadura MIG; Soldadura MIG que utiliza CO2 ya que el gas protector se llama CO2soldadura. Los MIG más populares son AWS ER70S-6, ER80S-G.


Hora de publicación: Ago-17-2021