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Metales de aporte para soldar Soldadura
En el mundo actual, los alambres con núcleo de metal están ganando popularidad. Los fabricantes pueden elegir entre una amplia gama de procesos de soldadura y consumibles, cada uno con sus múltiples ventajas e inconvenientes. Sin embargo, antes de dar cualquier paso, debe tener en cuenta la habilidad del soldador, el equipo, la disponibilidad de consumibles, los aspectos ambientales y económicos.
El alambre con núcleo de metal es un alambre tubular relleno de polvos metálicos, aleaciones y estabilizadores de arco. Su uso ofrece ciclos de trabajo más prolongados, velocidades de desplazamiento más rápidas, menos humos y una mayor rentabilidad. A continuación, analizaremos las ventajas e inconvenientes de los alambres con núcleo de metal para ayudarle a determinar si se ajusta a sus necesidades de productividad y rentabilidad.
¿Cómo saber si los alambres con núcleo de metal serían una ventaja para su proceso? Tenga en cuenta los siguientes factores:
El rendimiento de deposición es la relación entre el peso del metal de soldadura depositado y el peso del electrodo (o alambre) consumido al realizar una soldadura. Cuanto mayor sea el rendimiento de la deposición de un consumible, menor será la cantidad de ese consumible que se desperdicia al no convertirse en parte del metal de soldadura depositado.
Con sus características de arco, un nivel de salpicaduras muy bajo y un volumen de escoria reducido, los alambres con núcleo de metal ofrecen rendimientos de deposición en un rango del 92-98 %. Esto tiene lugar con la selección del modo de transferencia por pulverización y mezclas de gas de protección con alto contenido de argón. Sin embargo, un cambio en el modo de transferencia o en los gases de protección afecta al rendimiento de deposición.
La tasa de deposición es la medida de la cantidad de metal de soldadura que se deposita en un período de tiempo determinado. Las tasas de deposición, junto con el rendimiento de deposición, son los principales determinantes de la rentabilidad de un consumible.
Los alambres con núcleo de metal, que generalmente se expresan en libras por hora (kg/h), tienen una de las tasas de deposición más elevadas de todos los consumibles de soldadura. Los alambres con núcleo de metal pueden tener tasas de deposición de hasta 5,4-6,4 kg/h para un diámetro de alambre de 1,2 mm. Esto es comparable a un alambre de soldadura MIG sólido del mismo diámetro de 3,6-4,5 kg/h.
Las altas tasas de deposición, junto con el elevado rendimiento de deposición y el bajo volumen de escoria, permiten que el alambre con núcleo de metal se use a velocidades de desplazamiento superiores. Esto conlleva un aumento de la productividad. Generalmente, cuando se alcanza una tasa de deposición de 4 kg/h o superior con un alambre con núcleo de metal frente a un alambre de soldadura MIG sólido, se producen ahorros de costos.
Con un proceso continuo, como el del alambre con núcleo de metal, el ciclo de trabajo aumenta hasta el 50 % del tiempo o 30 minutos por hora para la generación de arco. El ciclo de trabajo de los electrodos SMAW, por otro lado, está en el rango del 20 %. Esto se traduce en solo 12 minutos de soldadura cada hora que se genera un arco. Este es uno de los factores que hace que el uso de la soldadura automatizada o robótica resulte tan atractivo.
Junto con el aumento del ciclo de trabajo se encuentra el beneficio que producen las velocidades de desplazamiento más rápidas. La soldadura automatizada solo se limita al suministro de piezas a la estación de soldadura y a la velocidad de desplazamiento del proceso. Solo los alambres con núcleo de metal tienen la capacidad de combinar ciclos de trabajo elevados con altas velocidades de desplazamiento sin sacrificar el aspecto del cordón, la penetración o la integridad de la soldadura. Esto puede reducir significativamente el costo de la soldadura.
Los alambres con núcleo de metal presentan un volumen de escoria muy bajo. Esto se traduce en una disminución de los niveles de salpicaduras que deben limpiarse del material base antes del acabado. Esto es especialmente importante para el funcionamiento continuo, en el que la pieza pasa de una operación de ensamblaje/soldadura directamente a una operación de limpieza y pintura. La limpieza de las salpicaduras de soldadura de una pieza fabricada puede conllevar un gasto significativo en limpieza posterior a la soldadura.
Con un material de relleno, lo que cuenta no es cuánto cuesta por peso, sino cuánto cuesta por peso que se usa. Plantéese una aplicación de soldadura real usando alambre E70S-6 MIG de 1,4 mm soldado en condiciones de pulso a una velocidad de alimentación de alambre de 180 mm/s, 24,5 voltios y una velocidad de desplazamiento de 30 mm/s.
Esto se convirtió a alambre con núcleo de metal y se soldó a la misma velocidad de alimentación de alambre, voltaje y velocidad de desplazamiento. Como resultado, la velocidad de desplazamiento podría aumentar a 36 mm/s o un 20 %. No solo aumentó la velocidad de desplazamiento, lo que aumentó la productividad, sino que también disminuyó la cantidad de reparaciones necesarias, al igual que la cantidad de tiempo para hacer las reparaciones en un 10 %.
En otra aplicación, se soldó un alambre MIG sólido ER409Cb de 0,040" de diámetro (1,0 mm) en condiciones de pulso a 180 amperios, 20 voltios y 8,3 mm/s de velocidad de desplazamiento para un tubo de pared delgada. Se convirtió a un alambre con núcleo de metal EC409Cb de 0,045 "(1,2 mm) soldado en condiciones de pulso a 190 amperios, 21 voltios y 11,6 mm/s de velocidad de desplazamiento.
Las velocidades de desplazamiento aumentaron y el alambre con núcleo de metal pudo salvar mejor los espacios causados por un mal ajuste. Esto contribuyó a obtener una menor tasa de defectos y a reducir la necesidad de repasar las piezas fuera de línea. Los resultados fueron un aumento del 40 % en la producción, un menor costo de consumibles por kg de metal de soldadura y una reducción de los costos de mantenimiento.
Las ventajas de los alambres con núcleo de metal no siempre superan los inconvenientes que podrían resultar costosos para su proceso y tiempo.
Para aprovechar al máximo el alambre con núcleo de metal, es necesaria una configuración automatizada o robótica. Además, se necesita experiencia en programación de robots debido al aumento en la fluidez del baño de fusión. Por ejemplo, esto es cierto cuando se suelda un tubo de diámetro pequeño donde el posicionamiento del soplete con respecto a la pieza es más sensible con un alambre con núcleo de metal. Además, dado que el proceso genera más calor y mayores cantidades de luz radiante, un sistema automatizado resulta más seguro para los trabajadores.
Para obtener capacidad en todas las posiciones con un alambre con núcleo de metal, como ocurre con los alambres MIG sólidos, se requiere un modo de transferencia de arco corto o un modo de pulso. Sin embargo, la mayoría de las máquinas por pulsos no contienen un programa específico para alambres con núcleo de metal. Aunque no es necesario, mejora el rendimiento. Esto significa que el fabricante del equipo deberá realizar ajustes y modificaciones de programa en la fuente de alimentación.
Un aumento significativo en la productividad y el rendimiento en una estación se anulará si las estaciones siguientes en la línea no pueden gestionar las piezas adicionales. Al considerar el aumento de piezas por hora que se puede lograr con el proceso con núcleo de metal, también se debe tener en cuenta la capacidad de las estaciones posteriores de la línea para gestionar el aumento.
La elección del metal de relleno adecuado para el trabajo es una decisión crítica que debe sopesarse con cuidado. Sin embargo, el hecho de saber cuándo resulta útil usar alambre con núcleo de metal puede contribuir a aumentar la productividad y a ahorrar dinero, permitiéndole soldar con mayor eficiencia, depositar más metal de soldadura, reducir los problemas de calidad y dedicar menos tiempo a la limpieza.