Soldadura-Por-Electroescoria

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HISTORIA DE LA SOLDADURA POR ELECTRO ESCORIA 
El proceso de soldadura por electro escoria fue patentado por Robert K. Hopkins 
en los Estados Unidos en febrero del año 1940 y posteriormente desarrollado y 
perfeccionado por Paton, durante la década de 1950. 
El método de Paton fue introducido en la Feria de Comercio de Bruselas de 1950. 
El primer uso en los EE.UU. fue en 1959 en Chicago, por la dirección de General 
Motors, y se utilizó la soldadura por electro escoria para la fabricación de bloques 
de motor. 
Más tarde, en 1968 los Hermanos Hobart de Troy emitieron una serie de máquinas 
que utilizaban este proceso de soldadura para la construcción naval y de puentes; 
y para las grandes industrias de fabricación estructural. Se estima que entre 1960 
y finales de los 80, sólo en California, fueron soldados más de un millón de 
refuerzos utilizando el proceso de soldadura por electro escoria. Ejemplos de este 
proceso son el edificio del Banco de América, en San Francisco y las torres de 
seguridad de los edificios del Pacífico, en Los Ángeles. Estos son dos de los 
edificios más altos de California. Este proceso era muy utilizado pero en 1977 la 
Administración Federal de Carreteras lo prohibió para determinados usos debido a 
que las grandes cantidades de calor provocaban un grano grueso y frágil del 
material. 
 
SOLDADURA POR ELECTRO ESCORIA 
Es un proceso de soldadura por fusión, con protección de escoria. Utiliza escorias 
conductoras con dos finalidades, generar el calor suficiente para producir la fusión 
de los materiales, y al mismo tiempo proteger el charco fundido de el contacto 
directo con la atmosfera. 
Las escorias fundidas ofrecen la suficiente resistencia eléctrica para fundir el metal 
de aporte, suministrado en forma de alambre, y la superficie base, cuando son 
atravesadas por la corriente de soldeo. 
En este proceso de soldadura no existe arco, y el alambre se va fundiendo a 
medida que es sumergido en la escoria fundida. Es entonces cuando se funde el 
metal base y se solidifica el metal que está fundido y retenido por las zapatas. 
 
 
El metal líquido que se produce es retenido por las zapatas de cobre que se 
refrigeran por agua. Estas zapatas están colocadas en la parte delantera y otra en 
la parte trasera de la zona de soldadura. 
El proceso se inicia por medio de un arco que calienta la escoria , el arco se 
extingue entonces por medio de la escoria conductiva , que se mantiene fundida 
por la resistencia a la corriente eléctrica que pasa entre el electrodo y la pieza de 
trabajo . 
PROCESO DE SOLDADURA 
Se lleva a cabo en orientación vertical, usando zapatas de moldeo enfriadas por 
agua para contener la escoria fundida y el metal soldado. Las zapatas de cobre 
delantero y trasero tienen una separación paralela de modo que forman un molde 
rectangular en el cual se desarrolla el proceso de soldadura. 
Al principio del proceso, se coloca en la cavidad un fundente conductivo 
granulado. La punta de electrodo consumible se coloca cerca de la parte inferior 
de la cavidad y se genera un arco eléctrico por un momento para iniciar la fusión 
del fundente 
El calor generado en la escoria líquida para formar la soldadura, es producido al 
disiparse la energía en la capa de escoria. La temperatura del baño de escoria es 
elevada y se encuentra entre los 1750 y los 2000 °C. 
Una vez creado el pozo de escoria, se extingue el arco eléctrico y la corriente pasa 
del electrodo al metal base a través de la escoria conductiva, de modo que su 
resistencia eléctrica genera el calor necesario para mantener el proceso de 
soldadura. La solidificación de la soldadura es progresiva desde la parte inferior 
hasta la superior, existiendo siempre metal fundido sobre el metal a soldar. 
La escoria permanece en la parte superior debido que su densidad es menor que 
la del metal fundido. Las reacciones de la escoria se producen en el electrodo por 
la relación entre el área y el volumen, además de las corrientes producidas por la 
escoria. Se usan fuentes de alimentación de corriente continua para realizar la 
soldadura por este proceso. 
 
TIPOS DE SOLDADURA POR ELECTRO ESCORIA 
La soldadura por electro escoria tiene dos variantes: 
• Soldadura con aportación de hilo continuo: El hilo de aportación es 
alimentado por la corriente. 
• Soldadura con aportación de hilo continuo y tobera consumible: Utiliza 
una tobera consumible. 
Los consumibles que se pueden utilizar son: 
• Alambre. 
• Flux. 
Existen dos modos de implementar el proceso de soldadura por electroescoria. El 
primer sistema es mediante el empleo de un dispositivo automático acoplado en 
una columna vertical permitiendo elevar las zapatas y el cabezal de soldadura a 
medida que la soldadura va progresando desde la zona inferior hasta la superior. 
Los problemas de esta primera opción son el alto coste que supone y el gran peso 
del dispositivo. Además la superficie lateral debería ser tan lisa como se pudiera 
para que el desplazamiento de las zapatas fuera más fácil. 
En el segundo sistema se emplea una guía consumible para llevar el alambre 
hacia la zona de fusión del material. Este guía debe estar aislada eléctricamente 
para evitar que se produzcan arcos erráticos. Además, esta guía se va 
consumiendo a medida que la soldadura va progresando con lo que contribuye al 
volumen de metal depositado. Las ventajas de este método son que no necesita 
de un dispositivo de elevación para el cabezal ya que no existen partes móviles. Si 
la guía tiene la sección transversal suficientemente grande la velocidad de adición 
de aporte puede ser aumentada considerablemente. Si se desean agregar 
elementos de aleación, se puede variar la composición de la guía consumible. 
Como este método es auto-regulable se puede aumentar la velocidad de 
soldadura reduciendo el espacio entre las chapas a soldar. 
 
 
TIPOS DE FUNDENTES 
Los tipos de escoria empleados pueden ser de tipo ácido con base de oxido de 
silicio o de tipo básico con alto contenido de oxido de calcio y floruro de calcio. 
La presencia de oxígeno empeora las propiedades a impacto de la soldadura. Las 
escorias de tipo básico presentan la ventaja de reducir el contenido de oxígeno 
disuelto en el metal fundido y además refinan el metal de impurezas como puede 
ser el azufre. Por tanto las escorias de este tipo mejoran las propiedades 
mecánicas de la soldadura. 
 
PROPIEDADES DE LOS FUNDENTES 
• Es el responsable de transmitir la energía calorífica a la banda. 
• Protege al material fundido del contacto con la atmósfera para originar un 
enfriamiento lento y una protección ante la oxidación. 
• Proporciona elementos de aleación (o también denominado, compensación 
química) al depósito para obtener así la composición adecuada. 
• Ofrece estabilidad operacional. 
• Mejora la vistosidad del cordón. 
 
 
ELECTRODOS 
Los electrodos utilizados en el soldeo pueden ter multiples formas, desde 
alambres macizos, tubulares rellenos de fundente, asimismo los sistemas de 
alimentación pueden ser consumibles o no consumibles. Normalmente serán 
consumibles y distaran de la superficie de la escoria fundida a una distancia de 50-
75mm. En este ultimo caso existe un sistema de alimentación automatico cuya 
velocidad se ajusta con la de soldeo. En caso de las boquillas estacionarias, estas 
se funden y forman parte del cordon. 
 
VENTAJAS 
• Gran velocidad de soldadura que se puede alcanzar. 
• El proceso se puede auto-regular. 
• Soldadura de buena calidad. 
• Gran rendimiento en el aporte de material. Se pueden conseguir grandes 
tasas de aporte de material (entre 15 y 20 kg/h) 
• Productividad elevada. 
• Bajos costes de preparación de los equipos. Las máquinas utilizadas para 
la soldadura por electroescoria se pueden preparar con una cepilladora o 
una máquina de oxicorte, siendo esta preparación más económica que la 
de otros procesos de soldadura. 
• La posibilidad derealizar el proceso en una sola pasada permite un ahorro 
de tiempo considerable comparado con soldaduras de múltiples pasadas. 
• Capacidad elevada para soldar metales gruesos. 
• Se produce una mínima tensión transversal. 
Desventajas 
• Tiene un costo alto. 
• La gran cantidad de energía que se utiliza. Además la energía producida 
provoca un enfriamiento lento causando un crecimiento de grano en la zona 
afectada térmicamente. 
• Necesidad de una zona lisa para el fácil desplazamiento de las zapatas. 
• Hay casos de fractura frágil en la zona soldada. Se debe a que la 
resistencia al impacto no es lo suficiente elevada en la zona afectada 
térmicamente y no puede soportar el agrietamiento a temperatura baja 
 
 
Posición de soldeo 
La posición natural del soldeo por electro escoria es vertical. La estabilidad del 
proceso y la calidad de la unión soldada resultante están fuertemente 
condicionadas por el ángulo de inclinación con respecto a la vertical. 
 
 
EQUIPO DE SOLDEO 
-fuente de potencia 
-cabezal de soldadura 
-motor de arrastre de alambre 
-bastidor de bobina 
-sistema de posicionado cartesiano 
-zapatas de cobre 
-boquilla y porta boquilla