Acero

AceroEl trminoacerosirve comnmente para denominar, eningeniera metalrgica, a unamezcladehierrocon una cantidad decarbonovariable entre el 0,03% y el 2,14% en masa de su composicin, dependiendo del grado. Si la aleacin posee una concentracin de carbono mayor al 2,14% se producenfundicionesque, en oposicin al acero, son mucho ms frgiles y no es posibleforjarlassino que deben sermoldeadas.No se debe confundir el acero con elhierro, que es unmetalduro y relativamente dctil, condimetro atmico(dA) de 2,48, contemperatura de fusinde 1535Cypunto de ebullicin2740C. Por su parte, el carbono es unno metalde dimetro menor (dA = 1,54), blando y frgil en la mayora de susformas alotrpicas(excepto en la forma dediamante). Ladifusinde esteelementoen la estructura cristalina del anterior se logra gracias a la diferencia en dimetros atmicos, formndose uncompuesto intersticial.La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03% y el 1,075%, a partir de este porcentaje se consideran otras aleaciones con hierro.Cabe destacar que el acero posee diferentes constituyentes segn su temperatura, concretamente, de mayor a menor dureza, perlita, cementita y ferrita; adems de la austenita (para mayor informacin consultar el artculoDiagrama Hierro-Carbono).El acero conserva las caractersticas metlicas del hierro en estado puro, pero la adicin de carbono y de otros elementos tanto metlicos como no metlicos mejora suspropiedades fsico-qumicas.Existen muchos tipos de acero en funcin del elemento o los elementos aleantes que estn presentes. La definicin en porcentaje de carbono corresponde a losaceros al carbono, en los cuales este no metal es el nico aleante, o hay otros pero en menoresconcentraciones. Otras composiciones especficas reciben denominaciones particulares en funcin de mltiples variables como por ejemplo los elementos que predominan en su composicin (aceros al silicio), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementacin), de alguna caracterstica potenciada (aceros inoxidables) e incluso en funcin de su uso (aceros estructurales). Usualmente estas aleaciones de hierro se engloban bajo la denominacin genrica deaceros especiales, razn por la que aqu se ha adoptado la definicin de los comunes o "al carbono" que adems de ser los primeros fabricados y los ms empleados,1sirvieron de base para los dems. Esta gran variedad de aceros llev aSiemensa definir el acero como un compuesto de hierro y otra sustanciaEl acero galvanizado es aquel que se obtiene luego de un proceso de recubrimiento de varias capas de la aleacin de hierro y zinc. Por lo general se trata de tres capas de la aleacin, las que se denominan gamma, delta y zeta. Finalmente se aplica una ltima y cuarta capa externa que slo contiene zinc, a la que se le llama eta, y es la que le da aquel tpico aspecto gris brillante al acero.El recubrimiento galvanizado le otorga al acero una excelente proteccin, entregndole propiedades fabulosas entre las que se encuentra su gran resistencia a la abrasin, as como tambin a la corrosin. Esta ltima caracterstica produce tres excelentes efectos. El primero, denominado proteccin por efecto de barrera consta en la aislacin frente a un medio ambiente que podra ser bastante agresivo. En segundo lugar, la proteccin catdica o de sacrificio es aquella en la que el zinc se comporta como la parte andica de la corrosin, de este modo, mientras haya recubrimiento de zinc, entonces el acero estar protegido. Por ltimo, la restauracin de zonas desnudas se refiere a que la corrosin del zinc logra tapar aquellas discontinuidades que pueden existir en el recubrimiento a causa de la corrosin u otro tipo de daos, como por ejemplo, un golpe fuerte.Por otra parte, el galvanizado aporta proteccin contra la corrosin atmosfrica, que responde a las condiciones climticas del lugar en la que la pieza de acero se encuentre ubicada, as como tambin contra los agentes contaminantes como el xido de azufre y los cloruros tpicos de las zonas cercanas a la costa. Otra de las protecciones que brinda el galvanizado guarda relacin con el agua, tanto dulce, como de mar.En resumen, dentro de las mltiples ventajas que hacen de este proceso de galvanizado algo tanpositivo y necesario se encuentra que otorgan al acero una durabilidad mucho mayor, as como tambin una gran resistencia. Cabe destacar la gran proteccin que este recubrimiento le otorga, protegindolo como una barrera fsica, de forma electroqumica y brindndole un proceso de autocurado con los productos de la corrosin del zinc.1- Introduccin1.1- GeneralidadesLa mayora 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 comit asociado a la American Welding Society (A.W.S) y a la American Society Mechanical Engineers (ASME).Qu Opinas de esta Web?Enva tus comentarios y sugerencias.

.Como ya se ha expuesto en otros tutoriales, las caractersticas mecnicas de los aceros dependen en gran medida del tipo de aleacin incorporada durante su fabricacin. Por tanto, los electrodos de material de aporte empleados para soldadura se debern seleccionar en funcin de la composicin qumica del acero que se vaya a soldar.Las diferentes caractersticas de operacin 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 carbn AISI 1010 que tiene un porcentaje de carbono de 0.08-0.12C% para la serie de electrodos ms 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.1.2- Normas de aplicacinLa A W.S. y la A.S.M.E. son las mximas autoridades en el mundo de la soldadura que dictan las normas de clasificacin de los electrodos para soldadura elctrica que son ms reconocidas internacionalmente.En este tutorial se van a exponer los distintos criterios existentes para la clasificacin de los electrodos, segn la composicin de los aceros a soldar y del tipo de proceso elegido.2- Clasificacin de electrodos para aceros al carbonoLa especificacin AWS A5.1, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros al carbono, trabaja con la siguiente designacin para electrodos revestidos:E XXYZ - 1 HZRdonde,E, indica que se trata de un electrodo para soldadura elctrica manual;XX, son dos dgitos ( tres si se trata de un nmero de electrodo de cinco dgitos) que designan la mnima resistencia a la traccin, sin tratamiento trmico post soldadura, del metal depositado, en Ksi (Kilo libras/pulgada2, como se indican en los ejemplos siguientes:E 60XX ... 62000 lbs/pulg2mnimo (62 Ksi)E 70XX ... 70000 lbs/pulg2mnimo (70 Ksi)E110XX ... 110000 lbs/pulg2mnimo (110 Ksi)Y, el tercer dgito indica la posicin en la que se puede soldar satisfactoriamente con el electrodo en cuestin. As si vale 1 (por ejemplo, E6011) significa que el electrodo es apto para soldar en todas posiciones (plana, vertical, techo y horizontal), 2 si slo es aplicable para posiciones planas y horizontal; y si vale 4 (por ejemplo E 7048) indica que el electrodo es conveniente para posicin plana, pero especialmente apto para vertical descendente.Z, el ltimo dgito, que est ntimamente relacionado con el anterior, es indicativo del tipo de corriente elctrica y polaridad en la que mejor trabaja el electrodo, e identifica a su vez el tipo de revestimiento, el que es calificado segn 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 ms, por ello a este electrodo se le califica como un electrodo tipo celulsico.A continuacin se adjunta una tabla interpretativa para el ltimo dgito, segn la clasificacin AWS de electrodos:ltima cifraTipo de corrienteTipo de RevestimientoTipo de ArcoPenetracin

E XX10CCPI Polaridad inversaOrgnico(1)FuerteProfunda(2)

E XX11CA CCPI Polaridad inversaOrgnicoFuerteProfunda

E XX12CA CCPD Polaridad directaRutiloMedianoMediana

E XX13CA CC Ambas polaridadesRutiloSuaveLigera

E XX14CA CCPI Polaridad inversaRutiloSuaveLigera

E XX15CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoMedianoMediana

E XX16CA CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoMedianoMediana

E XX17CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoSuaveMediana

E XX18CA CCPI Polaridad inversaBajo HidrgenoMedianoMediana

(1) E 6010: Orgnico; E 6020: Mineral; E 6020: CA y CC polaridad directa.(2) E 6010: profunda; E 6020: Media.Por otro lado, los cdigos para designacin que aparecen despus del guin son opcionales e indican lo siguiente:1, designa que el electrodo (E 7016, E 7018 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 hidrgeno difusible para niveles de "Z" de 4.8 16 ml de H2 por 100gr de metal depositado (solo para electrodos de bajo hidrgeno).R, indica que el electrodo cumple los requisitos de la prueba de absorcin de humedad a 80F y 80% de humedad relativa (slo para electrodos de bajo hidrgeno).3- Clasificacin de electrodos para aceros de baja aleacinLa especificacin AWS A5.5. que se aplica a los electrodos para soldadura de aceros de baja aleacin utiliza la misma designacin de la AWS A5.1. con excepcin de los cdigos para designacin que aparecen despus del guin opcionales. En su lugar, utiliza sufijos que constan de una letra o de una letra y un nmero (por ejemplo A1, B1, B2, C1, G, M, etc.), los cuales indican el porcentaje aproximado de aleacin en el depsito de soldadura, de acuerdo al siguiente cuadro:A10.5% Mo

B10.5% Cr, 0.5% Mo

B21.25% Cr, 0.5% Mo

B32.25% Cr, 1.0% Mo

B42.0% Cr, 0.5% Mo

B50.5% Cr, 1.0% Mo

C12.5% Ni

C23.25% Ni

C31.0% Ni, 0.35% Mo, 0.15% Cr

D1 y D20.25-0.45% Mo, 1.75% Mn

G(*)0.5% mn. Ni, 0.3% mn. Cr, 0.2% mn Mo, 0.1% mn. V, 1.0% mn Mn

(*) Solamente se requiere un elemento de esta serie para alcanzar la clasificacin G.A continuacin se adjunta una tabla resumen donde se indica el tipo de corriente y revestimiento del electrodo segn la norma AWS:Clasificacin AWSTipo de RevestimientoPosicin de soldeoCorriente elctrica

E 6010Alta celulosa, sodioF, V, OH, HCC (+)

E 6011Alta celulosa, potasioF, V, OH, HCA CC(+)

E 6012Alto titanio, sodioF, V, OH, HCA, CC (-)

E 6013Alto titanio, potasioF. V, OH, HCA, CC (+) CC (-)

E 6020Alto xido de hierroH-FileteCA, CC (-)

E 6020Alto xido de hierroFCA, CC (+) CC (-)

E 7014Hierro en polvo, titanioF, V, OH, HCA, CC (+) CC (-)

E 7015Bajo hidrgeno, sodioF, V, OH, HCC (+)

E 7016Bajo hidrgeno, potasioF, V, OH, HCA CC (+)

E 7018Bajo hidrgeno, potasio, hierro en polvoF, V, OH, HCA CC (+)

E 7018MBajo hidrgeno, hierro en polvoF, V, OH, HCC (+)

E 7024Hierro en polvo, titanioH-Filete, FCA, CC (+) CC (-)

E 7027Alto xido de hierro, hierro en polvoH-FileteCA, CC (-)

E 7027Alto xido de hierro, hierro en polvoFCA, CC (+) CC (-)

E 7028Bajo hidrgeno, potasioH-Filete, FCA CC (+)

E 7028Hierro en polvo

E 7048Bajo hidrgeno, potasioF, V, OH, HCA CC (+)

E 7047Hierro en polvoF, V, OH, HV-Descendente

Segn las normas AWS las posiciones de soldeo son:F: plana;H: horizontal;H-Filete: filete horizontal;V-Descendente: vertical descendente;V: vertical;OH: techo sobrecabeza.4- Clasificacin de electrodos para aceros inoxidablesLa especificacin AWS A5.4 dicta las normas de clasificacin de electrodos para soldar aceros inoxidables. Como los casos anteriores, el sistema de clasificacin de estos electrodos tambin es numrico.Como muestras de clasificacin de estos tipos de electrodos son, por ejemplo, E 308-15, E 310-16Antes de entrar en la explicacin del sistema, es conveniente resaltar que los aceros inoxidables sean identificados de acuerdo a lo que indica la AISI. As por ejemplo, el acero inoxidable AISI 310 corresponde a un acero cuya composicin qumica es del 25% de Cr y el 20% de Ni, entre sus elementos principales.La especificacin AWS A5.4, que se refiere a los electrodos para soldadura de aceros inoxidables, trabaja con la siguiente designacin para electrodos revestidos:E XXX-YZdonde,PROGRAMA DE COLABORACINColabora en el sostenimiento de esta WEB

E, indica que se trata de un electrodo para soldadura por arco;XXX, indica la numeracin que se corresponde a la Clase AISI de acero inoxidable, para el cual est destinado el electrodo.Y, el penltimo nmero indica la posicin en que puede utilizarse. As de los ejemplos E 308-15, E 310-16, el "1" indica que el electrodo es apto para todas las posiciones.Z, el ltimo nmero de los ejemplos anteriores (5 y 6) seala 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 nicamente 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 podr emplearse con corriente alterna o corriente continua. En caso de utilizarse con corriente continua sta debe ser cnn polaridad inversa (el cable del porta-electrodo al polo positivo).En algunos casos se podr encontrar que en la denominacin del electrodo aparece un ndice adicional al final con las letras ELC, que significa que el depsito del electrodo tiene un bajo contenido de carbono (E: extra; L: bajo/low ; C: carbono).5- Clasificacin de electrodos para metales no ferrososLa especificacin AWS A5.15 dicta las normas de clasificacin de electrodos para soldar metales no ferrosos.En este caso el sistema de clasificacin de estos electrodos es simblico, es decir, que se indica el smbolo qumico del elemento o elementos metlicos predominantes en el anlisis del ncleo metlico 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 smbolos indican que el electrodo est compuesto bsicamente de cobre (Cu) y estao (Sn).Por ltimo, el caso concreto para soldadura de hierro fundido, la denominacin del electrodo termina con las letras CI. Por ejemplos, E ni-CI, E ni Fe-CI, etc.6- Clasificacin de electrodos y flujos para arco sumergido6.1- Normas para electrodosLa especificacin AWS A5.17 dicta las normas de clasificacin de electrodos por proceso de arco sumergido para aceros al carbono.Esta especificacin identifica los electrodos con el prefijo E (electrodo para arco elctrico), seguido de la letra que indica el contenido de manganeso y que puede ser L (bajo), M (medio) H (alto).A continuacin sigue uno o dos dgitos que dan el contenido nominal de carbono en centsima de porcentaje.Finalmente, algunos electrodos traern una letra K para significar que es un producto obtenido de un acero calmado al silicio.Las propiedades mecnicas del depsito dependen del fundente que se use con cada electrodo.La denominacin completa del fundente y electrodo puede ser, por ejemplo, la siguiente:F6A2 EM12Kdonde cada trmino significa:F: Fundente.6: 60.000 Psi de resistencia a la traccin mnima.A: Propiedades mecnicas obtenidas sin tratamiento post soldadura (as welded).2: Resistencia al impacto de 27 mnimo a 20F.E: Electrodo.M: Contenido medio de manganeso.12: 0.12% de carbono (nominal).K: Acero calmado.Electrodo AWSComposicin Qumica (%)

CarbonoManganesoSilicioOtros

EL 8a 0,100,30-0,550,050,5

EL 8 Ka 0,100,30-0,550,10-0,200,5

EL 120,07-0,150,35-0,600,050,5

EM 5 K0,060,90-1,400,4-0,70,5

EM 120,07-0,150,85-1,250,050,5

EM 12 K0,07-0,150,85-1,250,15-0,350,5

EM 13 K0,07-0,190,90-1,400,45-0,700,5

EM 15 K0,12-0,200,85-1,250,15-0,350,5

EH 140,10-0,181,75-2,250,050,5

6.2- Normas para flujosLa norma para fundentes identifica los flujos con el prefijo F (de flujo), seguido de dos dgitos, que representan los valores medios de resistencia a la traccin y su especificacin bajo condiciones de impacto. A continuacin se aaden cuatro dgitos adicionales que representan el electrodo en la combinacin para determinar las propiedades.Se adjunta tabla representativa:Flujos AWSResistencia a la traccin, psiLmite de fluencia (0,2%), psiElongacin en 2" %Charpa-V pie/lb.

F60-XXXX62000 a 800005000022No requiere

F61-XXXX20 a 0F

F62-XXXX20 a 20F

F63-XXXX20 a 40F

F64-XXXX20 a 60F

F70-XXXX72000 a 950006000022No requiere

F71-XXXX20 a 0F

F72-XXXX20 a 20F

F73-XXXX20 a 40F

F74-XXXX20 a 60F

7- Clasificacin de electrodos para soldaduras al arco con gasLa especificacin AWS A5.18 dicta las normas de clasificacin del material de aporte para procesos de soldadura con proteccin gaseosa (MIG/MAG, TIG y plasma). En este caso, los electrodos se denominan de la siguiente forma:ERXX-SXdonde cada trmino significa lo siguiente:E: indica electrodo para soldadura por arco (slo caso MIG/MAG).R: indica aporte que funde por un medio diferente que el que conduce la corriente del arco elctrico (slo caso TIG y plasma).XX: indica la resistencia a la traccin nominal del depsito de soldadura (igual para todos los casos).S: indica que el electrodo es slido.X: ltimo nmero que indica la composicin qumica del electrodo.Se adjunta la siguiente tabla representativa de lo anteriormente explicado:AWS ClasificacinGas ProtectorCorriente y PolaridadResistencia a la Traccin

GRUPO A: ELECTRODOS DE ACERO DE BAJO CARBONO

E 60S-IArgn-Ia 5% O2C.C. Polaridad Inversa62 000

E 60S-2Argn-Ia 5% O2 CO2C.C. Polaridad Inversa62 000

E 60S-3Argn-Ia 5% O2 CO2C.C. Polaridad Inversa62 000

E 70S-4CO2C.C. Polaridad Inversa72 000



E 80S-GNo especificaNo especifica72 000

GRUPO B: ELECTRODOS DE BAJA ALEACIN

E 70S - IBCO2C.C. Polaridad Inversa72 000

E 70S - GBNo especificaNo especifica72 000

GRUPO C: ELECTRODOS EMISIVOS

E 70 U-IArgn-Ia 5% O2 ArgnC.C. Polaridad Directa72 000

ELECTRODOS TUBULARES

E 70T-ICO2C.C. Polaridad Inversa72 000

E 70T-2CO2C.C. Polaridad Inversa72 000

E 70T-3NingunoC.C. Polaridad Inversa72 000

E 70T-4NingunoC.C. Polaridad Inversa72 000

E 70T-5CO2NingunoC.C. Polaridad Inversa72 000

E 70T-GNo especificaNo especifica72 000

CELLOCORD PElectrodo celulsico de alta penetracin, de amplio campo de aplicaciones en todos los sectores industriales como la industria naval, fabricacin de estructuras metlicas livianas y pesadas, carpintera metlica, soldadura de tubos, fabricacin de muebles y en donde se requiera alta calidad del depsito de soldadura.

Resistencia a la traccin: 450 a 550 N/mm2 Elongacin en 2 ":> 25%

Norma:AWS A 5.1-91 DIN 1913

Clasificacin: E 6010 E 43 43 C 4.............................................................................................................................................CELLOCORD APElectrodo celulsico de alta penetracin, de arco potente diseado para trabajar con corriente alterna o corriente continua, y con fuentes de poder de tensin de vaco mayor a 50 voltios. Ideal para soldar aceros de bajo carbono, como carpintera metlica, puertas, ventanas, tanques, tuberas, construcciones navales, cisternas, etc.

Resistencia a la traccin: 450 a 550 N/mm2 Elongacin en 2 ":> 25%

Norma: AWS A 5.1-91 DIN 1913

Clasificacin: E 6011 E 43 43 C 4.............................................................................................................................................OVERCORD MElectrodo especialmente desarrollado para depositar cordones en uniones de filete en posicin horizontal, cuando se requiere apariencia y acabado perfecto. Debido a su frmla perfectamente equilibrada, el arco es suave y silencioso, de fcil arranque en fro y remocin de escoria.Recomendable para soldadores de poca experiencia. Suelda en toda posicin. Soldadura de buena apariencia en vertical descendente para planchas delgadas.

Resistencia a la traccin: 450 a 560 N/mm2 Elongacin en 2" :> 22%


Clasificacin: E 6013 E 43 22 R (C) 3.............................................................................................................................................OVERCORDElectrodo rutlico para soldadura en aplicaciones diversas sobre aceros de bajo carbono como el acero ASTM A 36 , fabricacin de muebles, fabricacin de carroceras para buses y similares, tanques, ductos de aire acondicionado y diversas estructuras metlicas.

Resistencia a la traccin: 450 a 550 N/mm2 Elongacin en 2" :> 22%


Clasificacin: E 6012 E 43 22 R (C) 3.............................................................................................................................................FERROCITO 24Electrodo con alto contenido de hierro en polvo en el revestimiento, su rendimiento es del 150 %, usado en la fabricacin de vigas, fondos de tanques de almacenamiento de petrleo, puentes, maquinaria, embarcaciones y construcciones metlicas donde se requiere alta velocidad de soldeo.

Resistencia a la traccin: 490 a 560 N/mm 2 Elongacin en 2 " : > 22 %


Clasificacin: E 7024 E 51 32 RR 11 160.............................................................................................................................................FERROCITO 27Electrodo de arrastre de revestimiento grueso, con alto contenido de hierro en polvo. Este electrodo ha sido desarrollado para efectuar soldaduras de alta velocidad con alta deposicin de material. Rendimiento aproximado 170 %. Sus cordones son de perfecto acabado semejantes a los realizados por soldaduras automticas.



Clasificacin: E 6027 E 43 43 AR 160.............................................................................................................................................SUPERCITOElectrodo bsico de bajo hidrgeno con extraordinarias propiedades mecnicas, para soldar aceros al carbono y aceros de baja aleacin como aceros de alta resistencia, aceros fundidos, aceros de difcil soldabilidad, piezas de maquinaria pesada, calderos de alta presin, tuberas de vapor, etc. Humedad en el revestimiento < 0,20 %.



Clasificacin: E 7018 E 51 55 B 10.............................................................................................................................................TENACITO 80Electrodo bsico de bajo hidrgeno y baja aleacin al Cr-Ni-Mo. Posee una alta resistencia a la rotura > 100 KSI, ideal para soldar aceros de alta resistencia, aceros T1, T1A, T1B, aceros corten, barras corrugadas, aceros de grano fino y aceros microaleados.


Norma: AWS A 5.5-96DIN 8529

Clasificacin: E 8018- C3Y 69 75 Mn 2 NiCrMo B H 5.............................................................................................................................................TENACITO 110Electrodo bsico de bajo hidrgeno y baja aleacin, de altsima resistencia a la traccin. El metal depositado es muy tenaz, presenta buena resistencia al impacto y una resistencia a la rotura de hasta 120 KSI. Ideal como cama cojn para recubrimientos duros. Recomendado para soldar aceros HSLA, aceros microaleados, aceros T1, T1A, T1B, etc.



Clasificacin: E 11018 -G E Y 69 75 Mn 2 NiCrMo B H 5.............................................................................................................................................TENACITO 65Electrodo bsico de alta resistencia, para soldar aceros de grano fino y de alta resistencia. Presenta un arco estable, lo que le permite realizar con facilidad pases de raz y soldaduras en posiciones forzadas. Su depsito es altamente resistente a la fisuracin.



Clasificacin: E 9018 - G - H 4 E Y 55 76 Mn 1 NiMo B H 5

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