Arco Eléctrico en Soldadura: Fundamentos, Polaridad y Electrodos

Definición de Arco Eléctrico

El arco eléctrico es una descarga continua entre dos conductores separados por donde pasa la corriente, al hacerse a través del aire o gas comprendido entre los mismos.

Proporciona altas intensidades de calor y es fácilmente controlable a través de medios eléctricos.

Ionización y Formación del Plasma

La ionización se consigue por el choque de los electrones que salen de uno de los electrodos con el gas. Un gas ionizado o parcialmente ionizado se denomina plasma.

El método para cebar un arco es establecer un cortocircuito entre la pieza y el electrodo, ya que se produce un calentamiento muy fuerte en la punta del electrodo negativo que se llama cátodo. Una vez iniciado el arco, los electrones salen del cátodo e ionizan el gas al chocar con sus átomos.

Los electrones van al ánodo y los iones del plasma van al cátodo.

Funciones del Cátodo y el Ánodo

• En el cátodo: Se produce la emisión de electrones, que ionizan el gas convirtiéndolo en plasma. La temperatura del cátodo es más baja que la del ánodo. Además, el cátodo presenta propiedades de autolimpieza.
• Al ánodo: Se dirigen los electrones atraídos por la carga positiva del ánodo.

Columna del Plasma

La columna del plasma se encuentra entre el ánodo y el cátodo, y su temperatura es muy elevada, aproximadamente unos 3000 grados.

En la columna del plasma, la energía es absorbida para mantener el gas a una temperatura a la cual sea conductor.

Tipos de Polaridad en Soldadura

Hay dos tipos de polaridad:

• Polaridad Directa: Sucede si se conecta el electrodo en el terminal negativo y la pieza a soldar en el positivo.
• Polaridad Inversa: Sucede si se conecta el electrodo en el terminal positivo y la pieza a soldar en el negativo.

Características de la Polaridad Inversa

• En general, se obtiene un baño relativamente ancho, con poca penetración.
• Excesiva acumulación de calor en el electrodo, que puede provocar su sobrecalentamiento y rápido deterioro incluso a bajas intensidades de corriente.

Características de la Polaridad Directa

• Se obtienen cordones estrechos con gran penetración.
• El electrodo soportará intensidades del orden de ocho veces mayores que si estuviese conectado al polo positivo, ya que se calienta menos.
• No se produce el efecto de decapado sobre las piezas, por lo que si se quisiera soldar aleaciones con capas refractarias, deberían decaparse químicamente antes del soldeo.

Portaelectrodo y Electrodos Revestidos

• Portaelectrodo: Tiene la misión de conducir la electricidad al electrodo y sujetarlo.
• Electrodos Revestidos: El elemento fundamental de este proceso es el electrodo, que establece el arco, protege el baño de fusión y que, al consumirse, produce la aportación del material.

Composición de los Electrodos Revestidos

Los electrodos revestidos están formados por:

• Alma: Un alambre de sección circular uniforme, denominado alma, de composición normalmente similar a la del metal base.
• Revestimiento: Es un cilindro que envuelve el alma, constituido por una mezcla de compuestos que envuelven el electrodo.

Clasificación de los Electrodos Revestidos según el Espesor del Revestimiento

• Delgados: Protegen poco el metal fundido.
• Medios.
• Gruesos.