Soldadura por Arco Sumergido

Características, Principios Básicos, Ventajas, Desventajas y Precauciones del Sistema de Soldadura por Arco Sumergido, para la unión de Componentes de Estructuras Metálicas

Descripción y características de la soldadura por arco sumergido:

La soldadura por arco sumergido es un proceso de soldadura altamente eficiente que utiliza un arco eléctrico sumergido en un lecho de fundente granulado. Este fundente, que puede ser a base de cal, sílice u otros materiales, protege el arco y la zona de soldadura de la oxidación y otras impurezas atmosféricas, proporcionando un ambiente controlado y protegido.

La soldadura por arco sumergido se utiliza en una amplia gama de aplicaciones industriales, como la fabricación de estructuras metálicas pesadas, puentes, construcción naval, recipientes a presión y la industria de la energía. Su alta productividad, profundidad de penetración y baja distorsión la hacen una opción popular en la industria de la construcción de acero y otras áreas donde se requiere soldadura de alta calidad y eficiencia.

Alta productividad: La soldadura por arco sumergido es conocida por su alta velocidad de deposición, lo que la convierte en un proceso altamente productivo. Puede cubrir grandes longitudes de soldadura en un tiempo relativamente corto.
Penetración profunda: Debido a la corriente eléctrica concentrada y la protección del fundente, la soldadura por arco sumergido proporciona una penetración profunda en el metal base, creando juntas de soldadura fuertes y completas.
Baja distorsión: Este proceso minimiza la distorsión y deformación de las piezas de trabajo, ya que el calor se distribuye de manera más uniforme y controlada a través del arco sumergido y el fundente.
Baja emisión de humos y salpicaduras: La soldadura por arco sumergido genera menos humos y salpicaduras en comparación con otros procesos de soldadura, lo que mejora las condiciones de trabajo y la calidad del aire.
Posibilidad de soldar en posición plana y horizontal: Este método es particularmente adecuado para soldar en posición plana y horizontal, lo que facilita la soldadura de estructuras horizontales o de gran tamaño.
Alta productividad: La soldadura por arco sumergido es conocida por su alta velocidad de deposición. Puede alcanzar velocidades de soldadura de hasta 4 veces más rápidas que otros procesos convencionales, lo que resulta en una mayor productividad y eficiencia en la fabricación.
Penetración profunda y fusión completa: Gracias a la concentración de la corriente eléctrica y la protección del fundente, la soldadura por arco sumergido produce una penetración profunda en el metal base y una fusión completa entre los bordes de la junta. Esto garantiza una unión fuerte y completa.
Baja distorsión y deformación: Debido a que el calor se distribuye de manera más uniforme y controlada a través del arco sumergido y el fundente, la soldadura por arco sumergido minimiza la distorsión y deformación de las piezas de trabajo, lo que facilita un ensamblaje más preciso y evita problemas posteriores de corrección.
Baja emisión de humos y salpicaduras: La soldadura por arco sumergido produce menos humos y salpicaduras en comparación con otros procesos de soldadura, lo que mejora las condiciones de trabajo y la calidad del aire en el entorno de trabajo. Esto es especialmente importante en aplicaciones de fabricación donde se requiere un ambiente limpio y seguro.
Posibilidad de soldar en diferentes posiciones: Este método de soldadura es versátil y puede realizarse en posición plana, horizontal, vertical y sobrecabeza, lo que permite una mayor flexibilidad en la fabricación de estructuras y componentes soldados.
Aplicaciones versátiles: La soldadura por arco sumergido se utiliza en una amplia gama de industrias, como la construcción de puentes, la fabricación de estructuras metálicas pesadas, la construcción naval, la fabricación de recipientes a presión y la industria de la energía. Su alta productividad, penetración profunda y calidad de soldadura la convierten en una opción preferida en aplicaciones donde se requiere una alta calidad y eficiencia de soldadura.

Principio básico de la soldadura por arco sumergido:

La soldadura por arco sumergido es un proceso de soldadura que utiliza un arco eléctrico sumergido en un lecho de fundente granulado. Este proceso se basa en la generación de calor mediante la creación de un arco eléctrico entre el electrodo y el material base a unir.

El arco eléctrico se forma al establecer una corriente eléctrica entre el electrodo y el material base. El electrodo, que puede ser un alambre sólido o un electrodo tubular, se alimenta de manera continua y se acerca a la zona de soldadura, generando el arco eléctrico al entrar en contacto con el material base.

El arco eléctrico produce una alta temperatura que funde los extremos de las piezas a unir, así como el fundente granulado que cubre la zona de soldadura. Este fundente se derrite y crea una capa protectora que previene la oxidación y la contaminación del baño de fusión, garantizando una soldadura de alta calidad y libre de impurezas.

La protección proporcionada por el fundente granulado permite que el arco eléctrico opere en un ambiente controlado, evitando la influencia negativa de la atmósfera circundante. Además, el fundente también ayuda a controlar la forma de la junta y a regular la velocidad de solidificación, mejorando así las propiedades mecánicas de la soldadura.

Ventajas y Beneficios de la soldadura por arco sumergido:

Alta eficiencia y productividad: La soldadura por arco sumergido es conocida por su alta velocidad de deposición y su capacidad para cubrir grandes longitudes de soldadura en un tiempo relativamente corto. Esto resulta en una mayor eficiencia y productividad en la fabricación.
Calidad de soldadura: La soldadura por arco sumergido ofrece una alta calidad de soldadura debido a su penetración profunda, fusión completa y la protección proporcionada por el fundente. Esto resulta en juntas de soldadura fuertes y de alta integridad.
Baja distorsión y deformación: Debido a la distribución uniforme y controlada del calor a través del arco sumergido y el fundente, la soldadura por arco sumergido minimiza la distorsión y deformación de las piezas de trabajo, lo que facilita un ensamblaje más preciso y evita problemas posteriores de corrección.
Menos preparación de bordes: La soldadura por arco sumergido permite realizar soldaduras de calidad sin la necesidad de preparar bordes complicados. Esto ahorra tiempo y costos asociados con la preparación del material base antes de la soldadura.
Baja emisión de humos y salpicaduras: La soldadura por arco sumergido genera menos humos y salpicaduras en comparación con otros procesos de soldadura, lo que mejora las condiciones de trabajo y la calidad del aire en el entorno de trabajo.
Adaptable a diferentes posiciones de soldadura: La soldadura por arco sumergido puede realizarse en posición plana, horizontal, vertical y sobrecabeza, lo que permite su aplicación en una amplia variedad de proyectos y estructuras metálicas.
Aplicaciones versátiles: La soldadura por arco sumergido se utiliza en diversas industrias, como la construcción de puentes, la fabricación de estructuras metálicas pesadas, la construcción naval, la fabricación de recipientes a presión y la industria de la energía. Su calidad de soldadura y eficiencia la convierten en una opción preferida en aplicaciones que requieren altos estándares de calidad y durabilidad.
Alta resistencia y durabilidad: La soldadura por arco sumergido produce uniones soldadas de alta resistencia y durabilidad. La penetración profunda y la fusión completa de los materiales aseguran una unión sólida y resistente, capaz de soportar cargas y tensiones significativas.
Mayor control y repetibilidad: La soldadura por arco sumergido permite un mayor control sobre el proceso de soldadura. Los parámetros de soldadura, como la corriente, el voltaje y la velocidad de alimentación del alambre, se pueden ajustar y controlar con precisión para lograr resultados consistentes y repetibles.
Reducción de defectos: La protección proporcionada por el fundente en la soldadura por arco sumergido ayuda a prevenir defectos, como inclusiones de escoria y porosidad, al minimizar la exposición del baño de fusión al aire ambiente. Esto resulta en soldaduras más limpias y de mayor calidad.
Menor necesidad de limpieza posterior: Debido a la protección del fundente, las soldaduras por arco sumergido tienden a requerir menos limpieza posterior, lo que reduce el tiempo y los costos asociados con la preparación y el acabado de las soldaduras.
Capacidad de soldar materiales espesores: La soldadura por arco sumergido es especialmente adecuada para la soldadura de materiales de espesores mayores. Su alta penetración permite realizar soldaduras en materiales más gruesos sin comprometer la calidad y la resistencia de la unión soldada.
Menor deformación térmica: La soldadura por arco sumergido genera menos calor y una menor zona afectada por el calor en comparación con otros procesos de soldadura, lo que ayuda a reducir la deformación térmica de las piezas de trabajo y minimiza la necesidad de enderezamiento o corrección posterior.
Requisitos de habilidad reducidos: La soldadura por arco sumergido es relativamente más fácil de realizar en comparación con otros procesos de soldadura. Su mayor estabilidad y control automático de los parámetros de soldadura simplifican el proceso y reducen los requisitos de habilidad y entrenamiento para los soldadores.

Desventajas de la soldadura por arco sumergido

A pesar de ser un proceso de soldadura ampliamente utilizado, la soldadura por arco sumergido presenta algunas desventajas que se deben tener en cuenta. A continuación se enumeran algunas de ellas:

Requiere equipos y maquinaria especializada, lo que puede resultar en mayores costos de inversión y mantenimiento.
El proceso de preparación de las piezas a soldar puede ser más laborioso y lento, ya que se requiere un cuidadoso desbaste y limpieza de las superficies antes de la soldadura.
La soldadura por arco sumergido no es adecuada para trabajos de soldadura en posición vertical u overhead debido a la naturaleza del proceso y la necesidad de un baño de fusión estable.
La movilidad del equipo de soldadura puede ser limitada debido a la necesidad de mantener el electrodo sumergido en el baño de fusión durante todo el proceso.
El proceso de soldadura por arco sumergido genera una gran cantidad de calor, lo que puede resultar en deformaciones y distorsiones significativas en las piezas soldadas.

Estas desventajas resaltan algunos aspectos a considerar al elegir la soldadura por arco sumergido en determinadas aplicaciones.

Contraindicaciones de la soldadura por arco sumergido

La soldadura por arco sumergido puede no ser adecuada en ciertas situaciones. A continuación, se presentan algunas contraindicaciones en las que se deben considerar otras opciones de soldadura:

Aplicaciones en las que se requiere una alta movilidad y flexibilidad durante el proceso de soldadura, ya que la soldadura por arco sumergido requiere una configuración fija y estacionaria.
Piezas o estructuras con geometrías complicadas o de difícil acceso, donde la configuración del equipo y la colocación del electrodo sumergido pueden ser problemáticas.
Soldadura de materiales de espesor muy delgado, ya que el proceso puede generar altas temperaturas y grandes cantidades de calor, lo que podría resultar en deformaciones y daños en las piezas.
Aplicaciones en las que se requiere un control preciso de la aportación de calor, ya que la soldadura por arco sumergido tiene una tendencia a generar un área afectada por el calor más amplia en comparación con otros métodos de soldadura.
Piezas que contienen recubrimientos o revestimientos sensibles al calor que podrían dañarse durante el proceso de soldadura.

Es importante evaluar cuidadosamente estas contraindicaciones y considerar alternativas de soldadura más adecuadas en caso de que alguna de estas situaciones esté presente. La selección del proceso de soldadura adecuado depende de varios factores, como el tipo de material, la aplicación, las especificaciones técnicas y las limitaciones del proyecto.

Precauciones al utilizar la soldadura por arco sumergido

La soldadura por arco sumergido requiere ciertas precauciones para garantizar la seguridad y la calidad del proceso. A continuación se presentan algunas precauciones importantes a tener en cuenta:

Equipos de protección personal: Es fundamental utilizar equipos de protección personal adecuados, como casco de soldadura con filtro oscurecedor, guantes resistentes al calor, ropa ignífuga, protectores de oídos y calzado de seguridad.
Ventilación adecuada: Asegúrate de trabajar en un área bien ventilada o utilizar sistemas de extracción de humos para evitar la inhalación de humos y gases generados durante el proceso de soldadura.
Prevención de incendios: Mantén un extintor de incendios cerca del área de trabajo y asegúrate de que esté en condiciones de uso. Además, evita soldar cerca de materiales inflamables y toma medidas para prevenir chispas o salpicaduras que puedan provocar incendios.
Manipulación segura de equipos: Asegúrate de manipular los equipos de soldadura de manera segura y siguiendo las instrucciones del fabricante. Evita tocar las partes calientes del equipo y desconéctalo de la fuente de alimentación cuando no esté en uso.
Protección contra descargas eléctricas: Asegúrate de que el equipo de soldadura esté correctamente conectado a tierra y evita el contacto con las partes metálicas energizadas durante la soldadura.
Inspección y mantenimiento: Realiza inspecciones regulares del equipo de soldadura y asegúrate de que esté en buen estado de funcionamiento. Mantén los cables, conectores y accesorios en buenas condiciones y reemplaza cualquier componente dañado o desgastado.
Capacitación y experiencia: Asegúrate de recibir la capacitación adecuada en el uso de la soldadura por arco sumergido antes de realizar cualquier trabajo. La experiencia y el conocimiento de las técnicas de soldadura son fundamentales para obtener resultados de calidad.

Estas precauciones ayudan a garantizar un entorno de trabajo seguro y minimizar los riesgos asociados con la soldadura por arco sumergido.

Proceso de utilización de la soldadura por arco sumergido

La soldadura por arco sumergido es un proceso de soldadura en el que se utiliza un arco eléctrico generado entre un electrodo continuo y el material base, mientras se sumerge el área de soldadura en un fundente granulado. A continuación se describe el proceso básico paso a paso:

Preparación de las piezas: Las superficies de las piezas a unir se limpian y se preparan adecuadamente para eliminar suciedad, óxido y contaminantes que puedan afectar la calidad de la soldadura.
Montaje del equipo: Se ensambla el equipo de soldadura, que incluye una fuente de energía, un alimentador de alambre, un cabezal de soldadura, un sistema de flujo de fundente y un sistema de recolección de escoria.
Ajuste de los parámetros: Se configuran los parámetros de soldadura, como la corriente, la velocidad de avance y la tasa de flujo de fundente, de acuerdo con las especificaciones del proyecto y el tipo de material.
Inicio del arco: Se establece el arco eléctrico entre el electrodo y la pieza de trabajo mediante el contacto inicial y luego se mantiene el arco a una distancia constante.
Sumergido en el fundente: Se sumerge la zona de soldadura en el fundente granulado, que se funde y forma una capa protectora sobre el baño de fusión, evitando la oxidación y proporcionando propiedades metalúrgicas deseadas.
Avance del electrodo: El electrodo continuo se alimenta automáticamente a través del alimentador de alambre a una velocidad constante, proporcionando el metal de aporte necesario para la formación de la soldadura.
Formación de la soldadura: A medida que el electrodo se funde y el metal de aporte se deposita, se forma la soldadura en la zona de unión. El fundente y la escoria ayudan a proteger y limpiar la soldadura a medida que avanza el proceso.
Enfriamiento y limpieza: Después de completar la soldadura, se permite que la pieza se enfríe gradualmente y luego se elimina la escoria residual.
Inspección y acabado: Se realiza una inspección visual y, en algunos casos, pruebas no destructivas para verificar la calidad de la soldadura. Luego se pueden realizar acabados adicionales según los requisitos de la aplicación.

Es importante seguir las recomendaciones del fabricante y contar con la capacitación adecuada para llevar a cabo la soldadura por arco sumergido de manera segura y obtener resultados de calidad.