Introducción
El proceso de soldadura de alambre con núcleo fundente (o FCAW) es una soldadura por arco que produce la coalescencia de los metales calentándolos con un arco eléctrico establecido entre un electrodo metálico tubular continuo consumible y el metal base.
La protección contra el arco y el cordón se proporciona mediante un fundente de soldadura contenido dentro del electrodo, que se puede complementar con gas de protección adicional proporcionado por una fuente externa.
Nota: FCAW son las siglas en inglés: Flux Cored Arc Welding.
Cómo funciona el proceso
La soldadura con hilo tubular se desarrolló con el fin de combinar las ventajas del proceso MIG/MAG (semiautomático o automático) con las del proceso de electrodo revestido (revestimiento fusible que forma gases protectores, escorias, elementos de aleación, etc.).De esta forma, el hilo electrodo sólido fue sustituido por otro, compuesto por un núcleo fundente fundente-fusible, similar al utilizado en el arco sumergido.
Hay dos tipos de alambres tubulares:
autoprotegido
Donde la protección del arco y del baño de soldadura se realiza únicamente quemando el fundente en polvo, contenido en el alma del alambre. En otras palabras, SIN gas de protección adicional.Algunas empresas han puesto limitaciones al uso de dispositivos de autoprotección.
Protección de gas adicional
Donde, además de los gases generados por el flujo, se utiliza un gas adicional de protección, el cual fluye por la misma boquilla de donde emerge el alambre tubular. Los gases normalmente utilizados son:- 100% CO2 (Más común).
- Ar + 2% de O2.
- Ar + 18 a 25% de CO2.
Al utilizar hilos de mayor diámetro y mayores rangos de corriente eléctrica, en comparación con el proceso MIG/MAG, se obtienen altas tasas de deposición, junto con una buena penetración y altas velocidades de soldadura.
Por ello, acaba siendo el más habitual en fábricas que utilizan la soldadura como principal proceso de fabricación.
Al igual que los alambres macizos utilizados en los procesos MIG/MAG, el alambre tubular también se empaqueta en forma continua (enrollado).
Por este motivo, pueden utilizarse tanto en procesos semiautomáticos como automáticos. En ambos procesos, el alambre tubular se alimenta automáticamente a través de una pistola.
En el proceso semiautomático, el soldador controla el paso y la distancia de la pistola a la pieza, así como la velocidad de desplazamiento y el manejo del arco.
El equipo para el proceso de alambre tubular es muy similar al utilizado en el proceso MIG/MAG. Sin embargo, se deben hacer las siguientes salvedades:
- La fuente tiene la capacidad de generar una mayor intensidad de corriente;
- Las pistolas, en los casos en que la intensidad de la corriente sea alta, se suelen refrigerar con agua o aire;
- En el proceso autoprotegido, el sistema de gas de protección es inexistente.
Tipos de transferencia metálica
Las transferencias de metal en el proceso de alambre tubular, además de ser una función de los parámetros de soldadura utilizados, también son una función del gas o la mezcla de gases utilizados. En este proceso, existen los siguientes tipos de transferencias:Cortocircuito
Caracterizado por el proceso constante de extinción y reencendido del arco eléctrico. Este tipo de transfer permite soldar en todas las posiciones, con el inconveniente de generar una gran cantidad de salpicaduras.Globular
Es el típico transfer metálico que producen los alambres tubulares; se produce a corrientes más bajas que la transferencia por pulverización. Hay una alta incidencia de salpicaduras de metal fundido.por pulverización
Ocurre cuando se establecen altas intensidades de corriente y altos voltajes de arco en relación con un diámetro de alambre dado. Como produce una alta tasa de deposición, la transferencia de pulverización está restringida únicamente a la posición plana.Un problema que genera este tipo de transferencia metálica es la posibilidad de falta de fusión, debido a que el chorro metálico se dirige a regiones que no han sido suficientemente calentadas.
La transferencia por aspersión es la más común en FCAW porque la intención es soldar más rápido y, para ello, normalmente se aumenta la corriente.
soldadura pulsada
Es un trasvase de spray sintético obtenido al pulsar la corriente entre dos niveles preestablecidos: una corriente base lo suficientemente baja para mantener estable el arco eléctrico y enfriar el baño de fusión y una corriente pico, mayor que la corriente de transición globular – spray.Por esta razón, la energía de soldadura es baja, lo que facilita la soldadura con alambres de gran diámetro fuera de la posición plana.
Tipos y funciones de consumibles
En la soldadura con hilo tubular los consumibles utilizados son:electrodos
Son alambres tubulares con un núcleo formado por un fundente fusible de bajo contenido de hidrógeno. Cuando el gas protector es de naturaleza activa, elementos desoxidantes como Mn y Si deben estar presentes en la composición química del electrodo. En el caso de los hilos autoprotegidos, existe la presencia de AI en la composición química del fundente. Observe el interior del cable en la figura a continuación.
Las especificaciones A5.20 y A5.29 de AWS clasifican los alambres tubulares para C-Mn y aceros de baja aleación, respectivamente. Para acero inoxidable se utilizan alambres clasificados por AWS A5.22.
Gases de protección
Entre las diversas opciones de gas disponibles, el gas CO2 y sus mezclas con Argón son los más utilizados. Se utilizan si así lo requiere la especificación del electrodo.Características y usos
La soldadura con alambre tubular tiene como principal característica la alta tasa de deposición, la cual, combinada con una soldadura de buena calidad, ha tenido una amplia aplicación en diversas áreas de la industria.Debe tenerse especial cuidado por parte del soldador al retirar la escoria formada en cada pasada depositada, para evitar inclusiones en la unión soldada.
Discontinuidades inducidas por el proceso
El inspector de soldadura debe prestar atención a las siguientes discontinuidades:Falta de fusión
Conectado a transferencia de cortocircuito (debido a la baja entrada de calor).Falta de penetración
También ligado a la transferencia por cortocircuito, que también puede derivarse de una inadecuada preparación del chaflán o error en la configuración de la junta elegida por el proyecto.Inclusión de escoria
Deficiencia del soldador en el proceso de remoción de escoria, alta velocidad, soldadura, diseño inadecuado de juntas.Undercut (se asemeja a una mordida)
Incapacidad del soldador o alta corriente combinada con baja velocidad de soldadura.Porosidad
Aparecen cuando la velocidad de soldadura es alta, no permitiendo la difusión de gases a través del cordón. En la soldadura con protección de gas, puede deberse a un flujo de gas inadecuado o al viento en el sitio de soldadura, lo que impide una protección eficaz del baño de soldadura.También pueden ocurrir cuando se utilizan mezclas ricas en argón para soldar placas gruesas. Altos voltajes utilizados en la soldadura.
Superposición
Vinculado a transferencia por cortocircuito o incapacidad del soldador.Grietas
Suelen provenir de técnicas de soldadura y/o preparación inadecuadas. Las impurezas del metal base o consumibles pueden formar componentes durante la soldadura que conducen a la formación de grietas después del enfriamiento.Condiciones para la protección personal
El equipo de protección personal (PPE) es el mismo que se usa en otros procesos de soldadura por arco eléctrico. Debido a que la radiación emitida es de mayor intensidad, los filtros utilizados deben tener una mayor densidad.El proceso de soldadura con alambre tubular genera mucho humo. De esta forma, el ambiente debe tener una buena aireación, preferentemente a través de extractores de aire.
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Citación
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Luz, Gelson. ¿Qué es la soldadura FCAW?. Blog de Materiales. Gelsonluz.com. dd mmmm aaaa. URL.
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