La soldadura por arco con núcleo de fundente ( FCAW o FCA ) es un proceso de soldadura por arco semiautomático o automático . FCAW requiere un electrodo tubular consumible de alimentación continua que contenga un flujo y un voltaje constante o, menos comúnmente, una fuente de alimentación de soldadura de corriente constante . A veces se utiliza un gas protector suministrado externamente , pero a menudo se confía en el fundente mismo para generar la protección necesaria de la atmósfera, produciendo tanto protección gaseosa como escoria líquida que protege la soldadura. El proceso se usa ampliamente en la construcción debido a su alta velocidad de soldadura y portabilidad.
FCAW se desarrolló por primera vez a principios de la década de 1950 como una alternativa a la soldadura por arco de metal blindado.
Tipos
Un tipo de FCAW no requiere gas protector. Esto es posible gracias al núcleo de fundente en el electrodo consumible tubular. Sin embargo, este núcleo contiene más que solo flujo. También contiene varios ingredientes que cuando se exponen a las altas temperaturas de la soldadura generan un gas protector para proteger el arco. Este tipo de FCAW es atractivo porque es portátil y generalmente tiene una buena penetración en el metal base. Además, no es necesario considerar las condiciones de viento. Algunas desventajas son que este proceso puede producir un humo excesivo y nocivo (lo que dificulta ver el charco de soldadura). Como ocurre con todos los procesos de soldadura, se debe elegir el electrodo adecuado para obtener las propiedades mecánicas requeridas. La habilidad del operador es un factor importante ya que la manipulación incorrecta del electrodo o la configuración de la máquina pueden causar porosidad .
Otro tipo de FCAW utiliza un gas protector que debe ser suministrado por una fuente externa. Esto se conoce informalmente como soldadura de "doble blindaje". Este tipo de FCAW se desarrolló principalmente para soldar aceros estructurales. De hecho, dado que utiliza un electrodo con núcleo de fundente y un gas protector externo, se podría decir que es una combinación de gas metal ( GMAW ) y soldadura por arco con núcleo de fundente (FCAW). Los gases de protección más utilizados son las mezclas de dióxido de carbono puro o de dióxido de carbono argón. La mezcla más común utilizada es 75% de argón y 25% de dióxido de carbono. [1] Este estilo particular de FCAW es preferible para soldar metales más gruesos y fuera de posición. La escoria creada por el fundente también es fácil de eliminar. Las principales ventajas de este proceso es que, en un entorno de taller cerrado, generalmente produce soldaduras de propiedades mecánicas mejores y más consistentes, con menos defectos de soldadura que los procesos SMAW o GMAW. En la práctica también permite una mayor tasa de producción, ya que el operador no necesita detenerse periódicamente para buscar un nuevo electrodo, como es el caso de SMAW. Sin embargo, al igual que GMAW, no se puede utilizar en un entorno ventoso ya que la pérdida del gas protector del flujo de aire producirá porosidad en la soldadura.
Variables de proceso
- Velocidad de alimentación de alambre
- Voltaje del arco
- Extensión de electrodo
- Velocidad y ángulo de desplazamiento
- Ángulos de electrodos
- Tipo de cable de electrodo
- Composición del gas protector (si es necesario)
- La polaridad inversa (electrodo positivo) se usa para FCAW con alambre blindado con gas, la polaridad recta (electrodo negativo) se usa para FCAW autoprotegido.
- Distancia entre la punta de contacto y el trabajo (CTWD)
Ventajas y aplicaciones
- FCAW puede ser un proceso de "todas las posiciones" con los metales de relleno adecuados (el electrodo consumible)
- No se necesita gas protector con algunos cables, lo que lo hace adecuado para soldaduras al aire libre y / o condiciones de viento
- Un proceso de alta tasa de deposición (velocidad a la que se aplica el metal de relleno) en el 1G / 1F / 2F
- Algunas aplicaciones de "alta velocidad" (p. Ej., Automoción)
- En comparación con SMAW y GTAW , los operadores requieren menos habilidades.
- Requiere menos limpieza previa del metal
- Beneficios metalúrgicos del fundente, como que el metal de soldadura esté protegido inicialmente de factores externos hasta que la escoria se desprenda
- Posibilidades de porosidad muy bajas
- Requiere menos equipo, más fácil de mover (sin botella de gas)
Utilizado en las siguientes aleaciones:
- Aceros suaves y de baja aleación
- Aceros inoxidables
- Algunas aleaciones con alto contenido de níquel
- Algunas aleaciones de revestimiento / revestimiento de superficies
Desventajas
Por supuesto, todos los problemas habituales que ocurren en la soldadura pueden ocurrir en FCAW, como fusión incompleta entre metales base, inclusión de escoria (inclusiones no metálicas ) y grietas en las soldaduras. Pero hay algunas preocupaciones que surgen con FCAW que vale la pena tomar nota especialmente:
- Punta de contacto derretida: cuando la punta de contacto realmente entra en contacto con el metal base, fusionando los dos y derritiendo el orificio en el extremo.
- Alimentación de alambre irregular - típicamente un problema mecánico.
- Porosidad: los gases (específicamente los del núcleo del fundente) no escapan del área soldada antes de que el metal se endurezca, dejando agujeros en el metal soldado.
- Material de relleno / alambre más costoso en comparación con GMAW.
- La cantidad de humo generada puede superar con creces la de SMAW, GMAW o GTAW.
- Cambiar los metales de aporte requiere cambiar un carrete completo. Esto puede ser lento y difícil en comparación con cambiar el metal de aportación por SMAW o GTAW.
- Crea más humos que SMAW. [2]
Referencias
- ^ "ELEGIR UN GAS DE PROTECCIÓN PARA SOLDADURA CON NÚCLEO FLUJO"
- ^ Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Seguridad, ¿Son los humos de soldadura un factor de riesgo para la salud ocupacional? Archivado el 21 de julio de 2013 en la Wayback Machine.
- Sociedad Estadounidense de Soldadura, Manual de Soldadura, Vol 2 (9a ed.)
- "Soldadura con núcleo de fundente". Procedimientos y técnicas de soldadura. 23 de junio de 2006. American Metalurgical Consultants. 13 de septiembre de 2006 < http://www.weldingengineer.com/1flux.htm >.
- Groover, Mikell P. Fundamentos de la fabricación moderna. Segundo. Ciudad de Nueva York: John Wiley & Sons, INC, 2002.
- "Alambre macizo versus alambre tubular: cuándo usarlos y por qué". Miller Electric Mfg. Co. 13 de septiembre de 2006 < http://www.millerwelds.com/education/articles/article62.html >.
- Historia de la soldadura por arco con núcleo de fundente antes de la década de 1950