Para el Sr. Charles Vega

[deker]

Buenas tardes,

Quería por favor hacerle una consulta referente a los efectos de cambiar la polaridad en soldadura al arco con electrodos revestidos.

Hace días comenté con mi amigo y compañero en CAFSOL Don Francisco Vaquerízo una supuesta errata del Manual del Soldador Cesol que el me insiste en que no es tal.

Me refiero a que lo que me enseñaron en la escuela es que polaridad directa es igual a > penetración y cordón estrecho mientras que polaridad inversa es igua a < penetración y cordón mas ancho. En el libro aparece al revés..... ¡?!

Me dice Francisco que a el le convenció su explicación y me anima a que le escriba pidiendole su opinión. ¿Que me puede decir sobre esto?

Muchas gracias por anticipado y un cordial saludo

[Charles Vega Schmidt]

Sr. Deker.

La observación que hicimos es correcta. En la información de todos los libros a nivel mundial, ya sea de la escuela americana o alemana, se afirma que con polaridad inversa hay mayor penetración que con polaridad directa.

Lo más fácil es verificar en una prueba de unión en ángulo, en posición vertical ascendente, es notorio que en polaridad inversa hay más penetración, fundiendo el vértice de la unión, mientras que en polaridad inversa el vértice queda intacto.

Es usual emplear la polaridad inversa para mayor penetración y la polaridad directa para recargues con menor dilución.

Cordialmente,

[blondhawk]

Buenas noches deker.

Tu apreciación es correcta. La polaridad directa (electrodo -) hace que el choque de los electrones que emite el electrodo calienten la pieza. Eso implica mayor penetración, cordón estrecho.

La polaridad inversa (electrodo +) se caracteriza por baño de fusión ancho, poca penetración y efecto decapado. Es lógico que con este tipo de polaridad la penetración sea menor ya que el calor se acumula en el electrodo, se consume más rapido y por tanto aporta más material (cordón ancho).

Si quieres puedes consultarlo en el "Manual de Soldadura por Arco Eléctrico con lectrodo recubierto (MMA)" 2ª edición de la Editorial Técnica Cano Pina.

[pelusino]

Llevo un buen rato leyendo vuestras aseveraciones en cuanto a la polaridad y a la penetración y debo afirmar que me están volviendo ustedes loco
Cosas claras:
- El polo que más se calienta es el +. Ok.
- Polaridad Directa: Electrodo (-) y Chapa (+) se calienta más la chapa por el choque de los electrones contra la chapa. El Tungsteno permanece afilado.
- Polaridad Inversa: Electrodo (+) y Chapa (-) se calienta más el electrodo. El Tungsteno tiende a redondearse.

Ahora lo que no está claro:

¿Cuándo se consigue más penetración? En la mayoría de la documentación que encuentro se atribuye a la polaridad Directa por aquello del choque de electrones y mayor calor en la chapa. Sin embargo, en varias ocasiones Charles Vega ha afirmado todo lo contrario y atribuye la mayor penetración a la polaridad Inversa. ¿Alguien puede resolver esta duda?

[pelusino]

Respecto a la acción decapante, lo acabo de postear en otro hilo: me he acordado de una cosa que estudié en su momento, "la acción decapante se produce en CCPI al salir los electrones de la chapa, polo +, hacia el Tungsteno, polo -; y es precisamente este movimiento de e- de la chapa hacia el T la que produce la rotura de la capa de alúmina.

Alguien que pueda corroborar esto?

[Charles Vega Schmidt]

Señor Pelusino,

Agradezco sus preguntas, la que respondo afirmativamente. Los electrones al salir de la chapa hacia el electrodo, producen el efecto decapante en el soldeo de aluminio, ya sea en corriente alterna con el proceso TIG (141) o con corriente continua con el proceso MIG (131). Esto está demostrado técnica y científicamente, hasta con vídeos en los que se aprecia la acción decapante de la corriente en polaridad inversa sobre la superficie de la chapa de aluminio. En unas imágenes tomadas a 120 vistas por segundo se observa que el baño de fusión parece un caldo sobre el cual no hay alúmina, pues el aluminio líquido se aprecia brillante mientras que las zonas circundantes tienen un color opaco debido a la acumulación de las partículas de alúmina. Lo mismo se puede apreciar en los cordones de soldadura de aluminio luego del soldeo.

Por otra parte, en cuanto a la polaridad y la penetración, es cierto que en el proceso TIG hay aparentemente más penetración en polaridad directa, pues es la forma habitual y normal del soldeo con este proceso, ya que al cambiar la polaridad el electrodo de wolframio se estropea o se funde con facilidad al tener mayor temperatura, además en polaridad inversa solamente podría soldarse con menos de 30 amperios pues el tungsteno no soportaría más intensidad de corriente.

No obstante, una cosa es la temperatura en cada polo y otra cosa es la densidad de energía que puede medirse en watt/mm2. Es debido a la gran diferencia de la densidad de energía que el arco eléctrico ejerce un efecto de mayor penetración en el material cuando se conecta en polaridad inversa, pues la mayor densidad de energía está precisamente en el cátodo (polo negativo). Para entender esto es preciso observar que el arco eléctrico es como un cono truncado, cuya base mayor está en el ánodo (polo positivo) y cuya base menor es el cátodo. El efecto de la densidad de energía sobre el metal es comparable a la presión, que es una fuerza ejercida sobre una unidad de área. La fuerza constante ejercida sobre una superficie menor produce una mayor deformación en el objeto donde se ejerce la fuerza, que la misma fuerza ejercida sobre una superficie mayor.

Para dar mayor énfasis a este concepto, os pongo el ejemplo de una dama que todos los días acude al mercado con sus zapatos de taco bajo, pero cuando acude a un compromiso se calza sus zapatos con tacos altos y con punta de aguja. ¿Dónde habrá mayor presión? ¿Cuál de los tacos producirá una huella más profunda en un suelo blando?

El principio de la densidad de energía es el fundamento del éxito de otros procesos como el soldeo plasma, el soldeo láser y el soldeo con haz de electrones, aún cuando estos últimos no empleen el arco eléctrico como fuente energética.

Por todo ello, el Manual del Soldador en sus ediciones actuales, no está errado. Los conceptos modernos están basados en observaciones y experiencias desarrolladas en varios países. Usted puede verificar esto en una prueba de soldeo vertical ascendente, en dos cupones de unión en ángulo con chapa de 10mm, intente soldar con electrodo revestido la unión en ángulo, sin variar la intensidad, pero cambiando la polaridad, verá que en polaridad directa no logrará fundir el vértice de la chapa perpendicular, mientras que en polariza inversa si se funde el vértice.

Cordialmente,

[pelusino]

Hola Sr Vega, un placer leerle de nuevo, ya me extrañaba que no nos respondiera durante tanto tiempo.
Una vez más, gracias por su explicación.

[rauluncp]

Hola amigos:
Creo que hay que tomar dos consideraciones y no confurdirlas, una cosas es el proceso SMAW y otra el proceso TIG, para el caso de la polaridad y su ralacion con la penetracion resultan totalmente opuestas su consecuencias, mientras que para SMAW se consuigue mayor penetracion con polaridad invertida con el proceso TIG se sucede todo lo contrario.

[Francisco Rebollo Doncel]

Buenas noches:
Mas sobre este asunto puede consultarse, aquí mismo, retrocediendo a fecha mayo de 2006, donde existen varias respuestas bajo el título “Sobre la Polaridad y la Penetración”.

Sugerencia:
Lo apreciareis de forma real, con todos los procesos que se os ocurra, tanto manuales como automatizados, soldando sobre la superficie de una chapa varios cordones de soldadura separados, cambiando en cada cordón un solo parámetro con respecto a los usados en el primero (Polaridad, Intensidad, Voltaje, Velocidad, Inclinación del electrodo, Longitud de arco, etc.). Luego se corta la chapa de forma transversal y se pasa la radial para pulir el corte un poco y a continuación se ataca con un reactivo (por ejemplo tres partes de alcohol y una de acido nítrico), ahora ya se puede ver y medir la penetración con precisión en cada sección de cordón y además hacerse un cuadro con los efectos que produce cada cambio de parámetro (Anchura de cordón, Sobreespesor, Penetración, etc. etc.)
Saludos