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La soldadura por arco de metal protegido (SMAW) es conocida como el abuelo de la soldadura por su longevidad en la industria. Se ganó esa distinción porque pocos procesos son tan versátiles o accesibles. Una configuración básica requiere un electrodo, un porta electrodos, una pinza de tierra, un cable de soldadura y una corriente constante. Puede funcionar desde un transformador rectificador que se usa para hacer ajustes en el garage o desde la parte delantera de un generador de servicio pesado a metros de su fuente de energía. Cualquiera de las configuraciones le da al soldador la capacidad de unir una variedad de metales en lugares que otros procesos no pueden.

La colocación de cordones SMAW requiere la combinación correcta de amperaje, polaridad y longitud de arco, así como una mano firme en el momento preciso. Un soldador experimentado conoce el sonido distintivo de una raíz que se abre en una tubería a medida que se desvanece lentamente cuando se ata a su tachuela o el suave crujido de un E7018 mientras realiza una soldadura de filete. La pericia de un soldador también se demuestra por el aspecto de un cordón hecho con una varilla de soldadura 308-16 cuando la escoria se despega por sí sola, revelando un cordón lustroso. Esto confirma silenciosamente que el amperaje, el voltaje, la velocidad de viaje y la técnica eran correctos. Dominar estas técnicas requiere una buena base educativa.

En el Centro Técnico y Profesional del Condado de Mahoning, Canfield, Ohio, el primer proceso de soldadura que aprende un estudiante es SMAW. El plan de estudios enfatiza la importancia de adherirse al código y refuerza las técnicas que se ajustan a los códigos y estándares que los estudiantes usarán una vez que obtengan la certificación AWS al finalizar el curso. Por ejemplo, en la sección 5.15 de AWS D1.1, Código de soldadura estructural: acero, la preparación del metal base se especifica como quitar la cascarilla de laminación aproximadamente ½ pulgada de cada lado del metal base donde se va a hacer el cordón.

Lección 1: Amperaje

El plan de estudios de la clase utiliza un electrodo E6010 y un E7018 de bajo hidrógeno. Conocer los electrodos que utiliza un soldador ayuda a configurar correctamente la máquina. Para configurar la máquina, el estudiante primero debe aprender a elegir una polaridad y un amperaje. Para encontrar un buen amperaje inicial, a los estudiantes se les enseña cómo tomar el diámetro nominal del electrodo. El estudiante aprende a convertir el diámetro nominal de una fracción a un decimal utilizando un método matemático básico: dividir el numerador por el denominador. Luego, el decimal se usa como guía para establecer el amperaje. Por ejemplo, si el estudiante está usando un electrodo de 3/32 pulgadas que se convierte en 0.09375 pulgadas al dividir el numerador entre el denominador, entonces 93 A es su punto de partida. Los estudiantes deben tener una comprensión básica de esta ecuación matemática antes de avanzar a una especificación de procedimiento de soldadura (WPS, por sus siglas en inglés)). Explorar un WPS para encontrar amperajes y otros parámetros de soldadura también es clave para la educación de un soldador. Saber qué recursos profesionales consultar, ya sean varias aplicaciones de descarga creadas por los fabricantes de electrodos o las tablas de su libro de texto y cuándo aplicarlas, sirve de base para la enseñanza de las técnicas SMAW.

Lección 2: Técnica

Hay muchas técnicas utilizadas para crear una soldadura de calidad. Primero, a los estudiantes se les enseñan diferentes formas de iniciar el arco. Los estudiantes reciben capacitación sobre cómo iniciar el arco usando una técnica de inicio desde cero o toque. También se les instruye sobre cómo y por qué evitar las marcas de arco, que pueden ser rechazadas por código. El método de larguero introduce al estudiante a un cordón de soldadura. Para ello se utilizan tanto los electrodos E6010 como E7018, y se enseña a los alumnos el cuidado y manejo adecuado de los diferentes tipos de electrodos, por ejemplo el cuidado especial que requieren los electrodos de bajo hidrógeno y las normas que se utilizan en la industria relacionadas con el uso a ellos. El cordón de refuerzo ayuda a los estudiantes a dominar la longitud del arco, el ángulo de trabajo y la velocidad de desplazamiento y sus efectos en el chardo. Después del cordón larguero, las técnicas se construyen en torno a diferentes tipos de patrones de tejido y manipulaciones del baño de soldadura. El patrón U, J o circular son algunos de los patrones introducidos. Haciendo referencia a la sección 5.30 del estándar D1.1, se instruye a los estudiantes sobre los requisitos para limpiar sus soldaduras. La instrucción continúa con un cupón de soldadura de 1 pulgada que muestra a los estudiantes cómo se ve una secuencia de cordón de soldadura y ayuda con la colocación del cordón.

Lección 3: Tecnología

Los estudiantes aprenden sobre máquinas avanzadas de diferentes fabricantes. Las máquinas de la escuela están equipadas con tecnología que permite al instructor presentar las complejidades de cada tecnología y cómo cada una afecta el proceso SMAW. Aprender sobre el control de la fuerza del arco, o la función de excavación, es una transición tangible para explicar el voltaje del arco y cómo afecta el charco y el cordón final. Otras ventajas de este control son las siguientes: ayuda a evitar el pegado cuando la longitud del arco es demasiado corta, mejora el control del charco al soldar fuera de posición y con ese control adicional del baño de fusión, puede ayudar a reducir o eliminar la socavación. La función de inicio en caliente es otra pieza de tecnología que brindamos a los estudiantes. La corriente adicional que se lleva al electrodo ayuda con un inicio rápido y confiable tanto con el método de raspado como con el de golpeteo. Esta función también es útil para obtener una penetración conjunta inmediata. La corriente adicional en un arranque en caliente puede ayudar con las conexiones en soldaduras previas o soldaduras por puntos. Ambas funciones tienen sus ventajas y desventajas, pero hacer que los estudiantes sean conscientes de ellas agrega una profundidad en su comprensión no solo de la soldadura, sino también de parte de la tecnología en la industria de la soldadura en la actualidad.

Lección 4: Calidad

Para hacer un cordón SMAW de calidad, se debe establecer la definición de un cordón de calidad. Los estudiantes están capacitados para realizar inspecciones visuales de sus propias soldaduras mediante la identificación de discontinuidades de soldadura y defectos rechazables. Utilizan un gran número de calibradores de pruebas no destructivas para evaluar su trabajo. En conjunto con una clase estándar de laboratorio que refleja los criterios visuales establecidos por el código estructural D1.1, el estudiante y el instructor pueden evaluar la soldadura y buscar acciones correctivas y causas raíz para las discontinuidades que pueden necesitar ser abordadas. También se valoran perfiles de cordón de soldadura. Los tamaños de patas y gargantas para soldaduras de filete y refuerzo de soldadura para uniones a tope también se evalúan y utilizan para educar más a los estudiantes. El conocimiento de cómo se ve un buen cordón se transfiere fuertemente a la forma en que un estudiante aplica lo que ha aprendido mientras realiza soldaduras SMA.

Conclusión

SMAW es el bloque de construcción fundamental para una carrera en soldadura. Ésta introduce principios que se vuelven rudimentarios en todos los demás procesos de soldadura. Es un proceso de soldadura que se puede utilizar para operaciones como reparaciones simples hasta trabajos de código a nivel de rayos X. Saber qué es un cordón de calidad y cómo hacer una soldadura de calidad son las piedras angulares de cualquier carrera de soldadura. Agregar elementos de tecnología que los fabricantes han incluido en sus máquinas mantiene uno de los procesos de soldadura más antiguos actual y viable en la industria de la soldadura. SMAW es la puerta de entrada a muchas oportunidades, y todo comienza con saber cómo realizar una soldadura SMA de calidad. 

BRIAN WALL (bawall5@yahoo.com) es instructor de soldadura en el Centro Técnico y Profesional del Condado de Mahoning, Canfield, Ohio, y AWS CWI y CWE. Asistió al Instituto de Instructores 2022 en la sede mundial de AWS, Miami, Florida.