La mayoría de los electrodos para soldadura por arco
se clasifican a partir de las propiedades del metal de aporte, que
fueron clasificadas y estudiado por un comité asociado a la American
Welding Society (A.W.S) y a la American Society Mechanical Engineers
(ASME).
Como ya se ha expuesto en otros tutoriales, las
características mecánicas de los aceros dependen en gran medida del tipo
de aleación incorporada durante su fabricación. Por tanto, los
electrodos de material de aporte empleados para soldadura se deberán
seleccionar en función de la composición química del acero que se vaya a
soldar.
Las diferentes características de operación de entre
los electrodos existentes en el mercado son atribuidas al revestimiento
que cubre al alambre del electrodo. Por otro lado, este alambre es
generalmente del mismo tipo, acero al carbón AISI 1010 que tiene un
porcentaje de carbono de 0.08-0.12C% para la serie de electrodos más
comunes.
Por lo general los aceros se clasifican de acuerdo con
su contenido de carbono, esto es, acero de bajo, mediano y alto
contenido en carbono.
La A W.S. y la A.S.M.E. son las máximas autoridades en
el mundo de la soldadura que dictan las normas de clasificación de los
electrodos para soldadura eléctrica que son más reconocidas
internacionalmente.
En este tutorial se van a exponer los distintos
criterios existentes para la clasificación de los electrodos, según la
composición de los aceros a soldar y del tipo de proceso elegido.
La especificación AWS A5.1, que se refiere a los
electrodos para soldadura de aceros al carbono, trabaja con la siguiente
designación para electrodos revestidos:
E XXYZ - 1 HZR
donde,
E, indica que se trata de un electrodo para soldadura eléctrica manual;
XX, son dos dígitos (ó tres si se trata de un
número de electrodo de cinco dígitos) que designan la mínima resistencia
a la tracción, sin tratamiento térmico post soldadura, del metal
depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada2, como se indican en los ejemplos siguientes:
E 60XX ... 62000 lbs/pulg2 mínimo (62 Ksi)
E 70XX ... 70000 lbs/pulg2 mínimo (70 Ksi)
E110XX ... 110000 lbs/pulg2 mínimo (110 Ksi)
Y, el tercer dígito indica la posición en la
que se puede soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestión. Así
si vale 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo es
apto para soldar en todas posiciones (plana, vertical, techo y
horizontal), 2 si sólo es aplicable para posiciones planas y horizontal;
y si vale 4 (por ejemplo E 7048) indica que el electrodo es conveniente para posición plana, pero especialmente apto para vertical descendente.
Z, el último dígito, que está íntimamente
relacionado con el anterior, es indicativo del tipo de corriente
eléctrica y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo, e identifica
a su vez el tipo de revestimiento, el que es calificado según el mayor
porcentaje de materia prima contenida en el revestimiento. Por ejemplo,
el electrodo E 6010 tiene un alto contenido de celulosa en el
revestimiento, aproximadamente un 30% o más, por ello a este electrodo
se le califica como un electrodo tipo celulósico.
A continuación se adjunta una tabla interpretativa para el último dígito, según la clasificación AWS de electrodos:
| Última cifra | Tipo de corriente | Tipo de Revestimiento | Tipo de Arco | Penetración |
| E XX10 | CCPI Polaridad inversa | Orgánico (1) | Fuerte | Profunda (2) |
| E XX11 | CA ó CCPI Polaridad inversa | Orgánico | Fuerte | Profunda |
| E XX12 | CA ó CCPD Polaridad directa | Rutilo | Mediano | Mediana |
| E XX13 | CA ó CC Ambas polaridades | Rutilo | Suave | Ligera |
| E XX14 | CA ó CCPI Polaridad inversa | Rutilo | Suave | Ligera |
| E XX15 | CCPI Polaridad inversa | Bajo Hidrógeno | Mediano | Mediana |
| E XX16 | CA ó CCPI Polaridad inversa | Bajo Hidrógeno | Mediano | Mediana |
| E XX17 | CCPI Polaridad inversa | Bajo Hidrógeno | Suave | Mediana |
| E XX18 | CA ó CCPI Polaridad inversa | Bajo Hidrógeno | Mediano | Mediana |
(1) E 6010: Orgánico; E 6020: Mineral; E 6020: CA y CC polaridad directa.
(2) E 6010: profunda; E 6020: Media.
Por otro lado, los códigos para designación que aparecen después del guión son opcionales e indican lo siguiente:
1, designa que el electrodo (E 7016, E 7018 ó E
7024) cumple con los requisitos de impacto mejorados E y de ductilidad
mejorada en el caso E 7024;
HZ, indica que el electrodo cumple con los
requisitos de la prueba de hidrógeno difusible para niveles de "Z" de
4.8 ó 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de
bajo hidrógeno).
R, indica que el electrodo cumple los
requisitos de la prueba de absorción de humedad a 80°F y 80% de humedad
relativa (sólo para electrodos de bajo hidrógeno).
La especificación AWS A5.5. que se aplica a los
electrodos para soldadura de aceros de baja aleación utiliza la misma
designación de la AWS A5.1. con excepción de los códigos para
designación que aparecen después del guión opcionales. En su lugar,
utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un número (por
ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc.), los cuales indican el porcentaje
aproximado de aleación en el depósito de soldadura, de acuerdo al
siguiente cuadro:
| A1 | 0.5% Mo |
| B1 | 0.5% Cr, 0.5% Mo |
| B2 | 1.25% Cr, 0.5% Mo |
| B3 | 2.25% Cr, 1.0% Mo |
| B4 | 2.0% Cr, 0.5% Mo |
| B5 | 0.5% Cr, 1.0% Mo |
| C1 | 2.5% Ni |
| C2 | 3.25% Ni |
| C3 | 1.0% Ni, 0.35% Mo, 0.15% Cr |
| D1 y D2 | 0.25-0.45% Mo, 1.75% Mn |
| G(*) | 0.5% mín. Ni, 0.3% mín. Cr, 0.2% mín Mo, 0.1% mín. V, 1.0% mín Mn |
(*) Solamente se requiere un elemento de esta serie para alcanzar la clasificación G.
A continuación se adjunta una tabla resumen donde se
indica el tipo de corriente y revestimiento del electrodo según la norma
AWS:
| Clasificación AWS | Tipo de Revestimiento | Posición de soldeo | Corriente eléctrica |
| E 6010 | Alta celulosa, sodio | F, V, OH, H | CC (+) |
| E 6011 | Alta celulosa, potasio | F, V, OH, H | CA ó CC(+) |
| E 6012 | Alto titanio, sodio | F, V, OH, H | CA, CC (-) |
| E 6013 | Alto titanio, potasio | F. V, OH, H | CA, CC (+) ó CC (-) |
| E 6020 | Alto óxido de hierro | H-Filete | CA, CC (-) |
| E 6020 | Alto óxido de hierro | F | CA, CC (+) ó CC (-) |
| E 7014 | Hierro en polvo, titanio | F, V, OH, H | CA, CC (+) ó CC (-) |
| E 7015 | Bajo hidrógeno, sodio | F, V, OH, H | CC (+) |
| E 7016 | Bajo hidrógeno, potasio | F, V, OH, H | CA ó CC (+) |
| E 7018 | Bajo hidrógeno, potasio, hierro en polvo | F, V, OH, H | CA ó CC (+) |
| E 7018M | Bajo hidrógeno, hierro en polvo | F, V, OH, H | CC (+) |
| E 7024 | Hierro en polvo, titanio | H-Filete, F | CA, CC (+) ó CC (-) |
| E 7027 | Alto óxido de hierro, hierro en polvo | H-Filete | CA, CC (-) |
| E 7027 | Alto óxido de hierro, hierro en polvo | F | CA, CC (+) ó CC (-) |
| E 7028 | Bajo hidrógeno, potasio | H-Filete, F | CA ó CC (+) |
| E 7028 | Hierro en polvo | ||
| E 7048 | Bajo hidrógeno, potasio | F, V, OH, H | CA ó CC (+) |
| E 7047 | Hierro en polvo | F, V, OH, HV-Descendente |
Según las normas AWS las posiciones de soldeo son:
F: plana;
H: horizontal;
H-Filete: filete horizontal;
V-Descendente: vertical descendente;
V: vertical;
OH: techo ó sobrecabeza.
La especificación AWS A5.4 dicta las normas de
clasificación de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los
casos anteriores, el sistema de clasificación de estos electrodos
también es numérico.
Como muestras de clasificación de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, ó E 310-16
Antes de entrar en la explicación del sistema, es
conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean identificados de
acuerdo a lo que indica la AISI. Así por ejemplo, el acero inoxidable
AISI 310 corresponde a un acero cuya composición química es del 25% de
Cr y el 20% de Ni, entre sus elementos principales.
La especificación AWS A5.4, que se refiere a los
electrodos para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la
siguiente designación para electrodos revestidos:
E XXX-YZ
donde,
E, indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco;
XXX, indica la numeración que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable, para el cual está destinado el electrodo.
Y, el penúltimo número indica la posición en
que puede utilizarse. Así de los ejemplos E 308-15, ó E 310-16, el "1"
indica que el electrodo es apto para todas las posiciones.
Z, el último número de los ejemplos anteriores
(5 y 6) señala el tipo de revestimiento, la clase de corriente y la
polaridad a utilizarse, en la forma siguiente:
5: significa que el electrodo tiene un revestimiento
alcalino que debe utilizarse únicamente con corriente continua y
polaridad inversa (el cable del porta-electrodo al polo positivo);
6: significa que el electrodo tiene un revestimiento
de titanio, que podrá emplearse con corriente alterna o corriente
continua. En caso de utilizarse con corriente continua ésta debe ser cnn
polaridad inversa (el cable del porta-electrodo al polo positivo).
En algunos casos se podrá encontrar que en la
denominación del electrodo aparece un índice adicional al final con las
letras ELC, que significa que el depósito del electrodo tiene un bajo
contenido de carbono (E: extra; L: bajo/low ; C: carbono).
La especificación AWS A5.15 dicta las normas de clasificación de electrodos para soldar metales no ferrosos.
En este caso el sistema de clasificación de estos
electrodos es simbólico, es decir, que se indica el símbolo químico del
elemento o elementos metálicos predominantes en el análisis del núcleo
metálico del electrodo.
El sistema utiliza el prefijo E, que significa que el
producto es un electrodo para soldar, seguido de los elementos
considerados significativos.
Por ejemplo E Cu Sn A, los símbolos indican que el electrodo está compuesto básicamente de cobre (Cu) y estaño (Sn).
Por último, el caso concreto para soldadura de hierro
fundido, la denominación del electrodo termina con las letras CI. Por
ejemplos, E ni-CI, E ni Fe-CI, etc.
6.1- Normas para electrodos
La especificación AWS A5.17 dicta las normas de
clasificación de electrodos por proceso de arco sumergido para aceros al
carbono.
Esta especificación identifica los electrodos con el
prefijo E (electrodo para arco eléctrico), seguido de la letra que
indica el contenido de manganeso y que puede ser L (bajo), M (medio) ó H
(alto).
A continuación sigue uno o dos dígitos que dan el contenido nominal de carbono en centésima de porcentaje.
Finalmente, algunos electrodos traerán una letra K para significar que es un producto obtenido de un acero calmado al silicio.
Las propiedades mecánicas del depósito dependen del fundente que se use con cada electrodo.
La denominación completa del fundente y electrodo puede ser, por ejemplo, la siguiente:
F6A2 EM12K
donde cada término significa:
F: Fundente.
6: 60.000 Psi de resistencia a la tracción mínima.
A: Propiedades mecánicas obtenidas sin tratamiento post soldadura (as welded).
2: Resistencia al impacto de 27 mínimo a 20°F.
E: Electrodo.
M: Contenido medio de manganeso.
12: 0.12% de carbono (nominal).
K: Acero calmado.
| Electrodo AWS | Composición Química (%) | |||
| Carbono | Manganeso | Silicio | Otros | |
| EL 8 | a 0,10 | 0,30-0,55 | 0,05 | 0,5 |
| EL 8 K | a 0,10 | 0,30-0,55 | 0,10-0,20 | 0,5 |
| EL 12 | 0,07-0,15 | 0,35-0,60 | 0,05 | 0,5 |
| EM 5 K | 0,06 | 0,90-1,40 | 0,4-0,7 | 0,5 |
| EM 12 | 0,07-0,15 | 0,85-1,25 | 0,05 | 0,5 |
| EM 12 K | 0,07-0,15 | 0,85-1,25 | 0,15-0,35 | 0,5 |
| EM 13 K | 0,07-0,19 | 0,90-1,40 | 0,45-0,70 | 0,5 |
| EM 15 K | 0,12-0,20 | 0,85-1,25 | 0,15-0,35 | 0,5 |
| EH 14 | 0,10-0,18 | 1,75-2,25 | 0,05 | 0,5 |
La norma para fundentes identifica los flujos con el
prefijo F (de flujo), seguido de dos dígitos, que representan los
valores medios de resistencia a la tracción y su especificación bajo
condiciones de impacto. A continuación se añaden cuatro dígitos
adicionales que representan el electrodo en la combinación para
determinar las propiedades.
Se adjunta tabla representativa:
| Flujos AWS | Resistencia a la tracción, psi | Límite de fluencia (0,2%), psi | Elongación en 2" % | Charpa-V pie/lb. |
| F60-XXXX | 62000 a 80000 | 50000 | 22 | No requiere |
| F61-XXXX | 20 a 0ºF | |||
| F62-XXXX | 20 a 20ºF | |||
| F63-XXXX | 20 a 40ºF | |||
| F64-XXXX | 20 a 60ºF | |||
| F70-XXXX | 72000 a 95000 | 60000 | 22 | No requiere |
| F71-XXXX | 20 a 0ºF | |||
| F72-XXXX | 20 a 20ºF | |||
| F73-XXXX | 20 a 40ºF | |||
| F74-XXXX | 20 a 60ºF |
La especificación AWS A5.18 dicta las normas de
clasificación del material de aporte para procesos de soldadura con
protección gaseosa (MIG/MAG, TIG y plasma). En este caso, los electrodos
se denominan de la siguiente forma:
ERXX-SX
donde cada término significa lo siguiente:
E: indica electrodo para soldadura por arco (sólo caso MIG/MAG).
R: indica aporte que funde por un medio diferente que el que conduce la corriente del arco eléctrico (sólo caso TIG y plasma).
XX: indica la resistencia a la tracción nominal del depósito de soldadura (igual para todos los casos).
S: indica que el electrodo es sólido.
X: último número que indica la composición química del electrodo.
Se adjunta la siguiente tabla representativa de lo anteriormente explicado:
| AWS Clasificación | Gas Protector | Corriente y Polaridad | Resistencia a la Tracción |
| GRUPO A: ELECTRODOS DE ACERO DE BAJO CARBONO | |||
| E 60S-I | Argón-Ia 5% O2 | C.C. Polaridad Inversa | 62 000 |
| E 60S-2 | Argón-Ia 5% O2 ó CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 62 000 |
| E 60S-3 | Argón-Ia 5% O2 ó CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 62 000 |
| E 70S-4 | CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70S-5 | CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70S-6 | CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 80S-G | No especifica | No especifica | 72 000 |
| GRUPO B: ELECTRODOS DE BAJA ALEACIÓN | |||
| E 70S - IB | CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70S - GB | No especifica | No especifica | 72 000 |
| GRUPO C: ELECTRODOS EMISIVOS | |||
| E 70 U-I | Argón-Ia 5% O2 ó Argón | C.C. Polaridad Directa | 72 000 |
| ELECTRODOS TUBULARES | |||
| E 70T-I | CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70T-2 | CO2 | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70T-3 | Ninguno | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70T-4 | Ninguno | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70T-5 | CO2 Ninguno | C.C. Polaridad Inversa | 72 000 |
| E 70T-G | No especifica | No especifica | 72 000 |
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