derecha|miniaturadeimagen|Equipo de soldadura de arco sumergido. La soldadura de arco sumergido, también conocida por sus siglas en inglés SAW (Submerged Arc Welding), es un proceso de soldadura por arco eléctrico en el que la unión de los metales se produce mediante el calor generado entre uno o varios electrodos metálicos y la pieza de trabajo. La zona del arco y el baño de fusión permanecen cubiertos por una capa de fundente granular fusible, lo que protege el metal fundido de la contaminación atmosférica y reduce la emisión visible del arco.
El proceso se emplea habitualmente de forma mecanizada o automática, especialmente en uniones largas, rectas o circunferenciales, y resulta adecuado para la fabricación de estructuras metálicas, recipientes a presión, tuberías, construcción naval y otros componentes de gran espesor.
Historia La soldadura de arco sumergido comenzó a desarrollarse durante la primera mitad del siglo XX. El primer procedimiento patentado de soldadura bajo una capa de fundente granular se registró en 1935. Posteriormente, durante la Segunda Guerra Mundial, el proceso tuvo una aplicación destacada en la fabricación de componentes militares, entre ellos los carros de combate T-34 desarrollados en la Unión Soviética.
El desarrollo posterior de fuentes de alimentación, alimentadores de alambre, fundentes y sistemas automatizados permitió ampliar su uso en la industria pesada, especialmente en sectores donde se requieren cordones largos, elevada productividad y buena repetibilidad del proceso.
Funcionamiento derecha|miniaturadeimagen|Esquema de la soldadura de arco sumergido, con el electrodo, el fundente, el baño de fusión y la pieza de trabajo. En la soldadura de arco sumergido, el electrodo consumible se alimenta de forma continua hacia la junta que se va a soldar. Al mismo tiempo, un sistema deposita fundente granular sobre la zona de trabajo. El arco eléctrico se establece entre el extremo del electrodo y la pieza, pero queda cubierto por el fundente, de ahí el nombre del proceso.
Durante la soldadura, parte del fundente se funde y forma una escoria que protege el baño de fusión. Otra parte permanece sin fundir y puede recuperarse en determinadas condiciones. El fundente cumple varias funciones: protege el metal frente al oxígeno y el nitrógeno del aire, estabiliza el arco, contribuye a la formación de escoria y, según su composición, puede modificar parcialmente la composición química del cordón.
El proceso puede realizarse con corriente continua o alterna, y existen variantes con uno o varios electrodos. En aplicaciones industriales se utilizan sistemas con cabezales de soldadura montados sobre tractores, pórticos, manipuladores o equipos para piezas giratorias.
Equipamiento Un sistema típico de soldadura de arco sumergido incluye una fuente de alimentación, un alimentador de alambre, una tolva de fundente, un cabezal de soldadura y, en muchos casos, un sistema de recuperación del fundente no fundido. El electrodo puede presentarse como alambre macizo, alambre tubular o banda, dependiendo de la aplicación y del material que se vaya a soldar.
Los parámetros principales del proceso son la intensidad de corriente, la tensión del arco, la velocidad de avance, el diámetro del electrodo, la extensión libre del alambre, el tipo de corriente y la composición del fundente. La combinación de estos factores influye en la penetración, la geometría del cordón, la tasa de deposición y las propiedades metalúrgicas de la unión.
Aplicaciones La soldadura de arco sumergido se utiliza principalmente en la fabricación de componentes de acero al carbono, aceros de baja aleación, aceros inoxidables y algunas aleaciones de níquel. Es habitual en sectores que requieren soldaduras largas, repetitivas y de alta productividad, como la construcción naval, la fabricación de vigas y estructuras metálicas, tuberías de gran diámetro, recipientes a presión, calderería pesada, puentes, torres eólicas y equipos industriales.
También se emplea en operaciones de recargue o revestimiento metálico, en las que se deposita material sobre una superficie para mejorar su resistencia al desgaste, a la corrosión o a otras condiciones de servicio.
Ventajas Entre las principales ventajas de la soldadura de arco sumergido se encuentran su elevada tasa de deposición, la buena protección del baño de fusión, la reducción de salpicaduras y la posibilidad de obtener cordones uniformes en procesos automatizados. La cobertura de fundente reduce la radiación visible del arco y ayuda a limitar la emisión directa de humos en comparación con otros procesos de soldadura por arco abierto.
Su carácter mecanizado permite mantener condiciones de soldadura estables, lo que favorece la repetibilidad en producción industrial. Además, puede ofrecer una penetración elevada, por lo que resulta especialmente útil en chapas y componentes de gran espesor.
Limitaciones La soldadura de arco sumergido presenta algunas limitaciones. Normalmente se aplica en posición plana u horizontal, ya que el fundente granular y la escoria fundida dificultan su uso en posiciones verticales o sobre cabeza. También requiere equipos más voluminosos que otros procesos manuales, lo que reduce su portabilidad.
Otra limitación es que no suele ser el proceso más adecuado para piezas muy delgadas o trabajos de reparación en campo. Además, el manejo, almacenamiento y recuperación del fundente exige controles adecuados para evitar humedad, contaminación o variaciones en la calidad del cordón.
Variantes del proceso Existen distintas variantes de la soldadura de arco sumergido, entre ellas la soldadura con múltiples alambres, la soldadura con banda para recargue, los sistemas de corriente alterna o continua y las configuraciones en tándem. Estas variantes permiten aumentar la productividad, modificar la penetración o adaptar el proceso a materiales y geometrías específicas.
En la soldadura con varios electrodos, cada alambre puede estar alimentado por una fuente independiente, lo que permite controlar de forma más precisa el aporte térmico y la tasa de deposición. Esta configuración se utiliza especialmente en fabricación pesada y en uniones longitudinales o circunferenciales de gran longitud.
Seguridad Aunque el arco queda cubierto por el fundente, la soldadura de arco sumergido sigue siendo un proceso industrial que requiere medidas de seguridad. Es necesario controlar la exposición a humos, calor, escoria, riesgo eléctrico y manipulación de materiales calientes. También debe prestarse atención al almacenamiento del fundente y a la retirada de escoria después de la soldadura.
Referencias
Categoría:Soldadura Categoría:Procesos industriales