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Soldadura por Arco Eléctrico

En la soldadura por arco eléctrico, la energía necesaria para la fusión de las piezas a soldar y realizar la unión se consigue mediante un arco eléctrico estable en el tiempo. Dicho arco se genera entre un electrodo y la pieza a soldar, bajo una atmósfera de protección, que puede ser gaseosa (GMAW, TIG, Plasma) o generada a través de un flux (SMAW, SAW).

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La regulación y estabilidad de este arco eléctrico son determinantes para conseguir un cordón de soldadura de calidad. Air Liquide, un líder mundial en gases para aplicaciones industriales, le explica lo que debe saber sobre los procesos de soldadura por arco eléctrico.

¿Qué es un arco eléctrico?

El arco eléctrico se establece cuando se consigue la energía suficientemente alta como para ionizar la atmósfera de gas y generar un plasma gaseoso entre los 2 polos de un generador. En el momento en que dicho plasma se genera se establece una corriente eléctrica entre el polo positivo y el negativo.

El arco eléctrico es un fenómeno físico sumamente complejo, dónde se mezclan fenómenos de ionización y recombinación de gases, transmisión de calor, electromagnéticos, así como la influencia de las características de conductividad térmica y eléctrica en función de la temperatura de los gases utilizados.

La temperatura que se alcanza llega hasta los 3500ºC, y podemos distinguir las siguientes zonas:

Núcleo del arco: El arco de plasma se establece entre los dos electrodos. Se trata de una zona muy caliente de partículas ionizadas. El 90% de la corriente pasa a través de esa zona.
Envolvente ionizada: Zona de transición entre el núcleo del arco y la atmósfera ambiente donde las partículas están parcialmente ionizadas. La temperatura en el interior de esta zona es todavía significativa, aunque inferior a la del interior del núcleo del arco.
Gases calientes: Debido a la transferencia térmica, el núcleo del arco y la envolvente ionizada están rodeadas por un gas caliente.

Soldadura por arco eléctrico

Desde un punto de vista simplificado, podemos considerar esta soldadura como un circuito eléctrico, dónde se aplica una voltaje (V) entre los bornes un generador, y cuando se genera el arco eléctrico se cierra el circuito. La intensidad (I) de soldadura vendrá determinada por la tensión aplicada (V) y el conjunto de resistencias eléctricas de los equipos: cable de soldadura, cable y toma de masa, stick out, arco eléctrico.

La polaridad varía según el proceso de soldadura, ya que la corriente de electrones se establece desde el polo negativo (cátodo) hacia el polo positivo ánodo. La zona anódica es la que alcanza una mayor temperatura:

Polaridad inversa: El soldador conecta la torcha al polo positivo (ánodo) de la máquina de soldadura. La corriente de electrones se dirige hacia el electrodo que se funde durante la soldadura.
- Soldadura por arco eléctrico con electrodo consumible: En este caso el electrodo es el mismo alambre o hilo de soldadura que se tiene que fundir a la vez que el metal base:
  - Soldadura GMAW (MIG, MAG): El arco eléctrico se genera bajo una atmósfera de protección de gas que puede ser inerte (MIG) o activa (MAG).
  - Soldadura por electrodo (SMAW): El arco eléctrico se genera bajo la atmósfera de protección generada a partir del fundente.
  - Soldadura por arco sumergido (SAW): El arco eléctrico se genera bajo la protección del flux de soldadura.
Polaridad directa: El soldador conecta la torcha al polo negativo (cátodo). La corriente de electrones se dirige hacia el metal base.
- Soldadura por arco eléctrico con electrodo tungsteno (no consumible): En este caso el electrodo es de tungsteno (material de alto punto de fusión) no fusible.
  - Soldadura TIG : El arco eléctrico se genera bajo una atmósfera de protección de gas inerte. Si para la soldadura TIG del aluminio no se dispone de una máquina de corriente alterna, se invierte la polaridad.
  - Soldadura por Plasma: El arco eléctrico se genera bajo una atmósfera de protección de gas inerte.