La elección del electrodo para SMAW depende de varios factores, incluidos el material de soldadura, la posición de soldadura y las propiedades de soldadura deseadas. El electrodo está recubierto con una mezcla de metales llamada fundente, que emite gases a medida que se descompone para evitar la contaminación de la soldadura, introduce desoxidantes para purificar la soldadura, hace que se forme escoria protectora de la soldadura, mejora la estabilidad del arco y proporciona elementos de aleación para mejorar la calidad de la soldadura. Los electrodos se pueden dividir en tres grupos: los diseñados para fundirse rápidamente se denominan electrodos de "llenado rápido", los diseñados para solidificarse rápidamente se denominan electrodos de "congelación rápida" y los electrodos intermedios se denominan electrodos de "llenado-congelación" o "seguimiento rápido". Los electrodos de llenado rápido están diseñados para fundirse rápidamente para que se pueda maximizar la velocidad de soldadura, mientras que los electrodos de congelación rápida suministran metal de relleno que se solidifica rápidamente, lo que hace posible la soldadura en una variedad de posiciones al evitar que el baño de soldadura se desplace significativamente antes de solidificarse.
La composición del núcleo del electrodo es generalmente similar y, a veces, idéntica a la del material base. Pero, aunque existen varias opciones factibles, una ligera diferencia en la composición de la aleación puede afectar considerablemente las propiedades de la soldadura resultante. Esto es especialmente cierto en el caso de aceros aleados comoAceros HSLA. Asimismo, los electrodos de composiciones similares a las de los materiales de base se utilizan a menudo para soldar materiales no ferrosos como el aluminio y el cobre. Sin embargo, a veces es deseable utilizar electrodos con materiales de núcleo significativamente diferentes del material de base. Por ejemplo, los electrodos de acero inoxidable se utilizan a veces para soldar dos piezas de acero al carbono y, a menudo, se utilizan para soldar piezas de trabajo de acero inoxidable con piezas de trabajo de acero al carbono.
Los recubrimientos de electrodos pueden constar de varios compuestos diferentes, incluidosrutilo, fluoruro de calcio, celulosay polvo de hierro. Los electrodos de rutilo, recubiertos con un 25%–45% de TiO2, se caracterizan por su facilidad de uso y por el buen aspecto de la soldadura resultante. Sin embargo, crean soldaduras con un alto contenido de hidrógeno, lo que favorecefragilizacióny agrietamiento. Los electrodos que contienen fluoruro de calcio (CaF2), a veces conocidos como electrodos básicos o de bajo contenido de hidrógeno, sonhigroscópicoy deben almacenarse en condiciones secas. Producen soldaduras fuertes, pero con una superficie de unión de forma áspera y convexa. Los electrodos recubiertos con celulosa, especialmente cuando se combinan con rutilo, proporcionan una penetración profunda en la soldadura, pero debido a su alto contenido de humedad, se deben utilizar procedimientos especiales para evitar un riesgo excesivo de agrietamiento. Finalmente, el polvo de hierro es un aditivo de recubrimiento común que aumenta la velocidad a la que el electrodo llena la junta de soldadura, hasta el doble de rápido.
Para identificar los diferentes electrodos, la Sociedad Estadounidense de Soldadura estableció un sistema que asigna a los electrodos un número de cuatro o cinco dígitos. Los electrodos recubiertos hechos de acero dulce o de baja aleación llevan el prefijo E, seguido de su número. Los primeros dos o tres dígitos del número especifican la resistencia a la tracción del metal de soldadura, en miles.libras por pulgada cuadrada(ksi). El penúltimo dígito generalmente identifica las posiciones de soldadura permitidas con el electrodo, generalmente utilizando los valores 1 (normalmente electrodos de solidificación rápida, lo que implica soldadura en todas las posiciones) y 2 (normalmente electrodos de llenado rápido, lo que implica soldadura horizontal únicamente). La corriente de soldadura y el tipo de recubrimiento del electrodo se especifican mediante los dos últimos dígitos juntos. Cuando corresponde, se utiliza un sufijo para indicar el elemento de aleación que aporta el electrodo.
Los electrodos comunes incluyen el E6010, un electrodo de congelación rápida para todas las posiciones con una resistencia a la tracción mínima de 60 ksi (410Mpa) que se opera con DCEP. El E6011 es similar, excepto que su revestimiento de fundente permite que se lo use con corriente alterna además de con DCEP. El E7024 es un electrodo de llenado rápido, que se usa principalmente para hacer soldaduras planas u horizontales con CA, DCEN o DCEP. Ejemplos de electrodos de llenado y congelación son el E6012, el E6013 y el E7014, todos los cuales brindan un compromiso entre velocidades de soldadura rápidas y soldadura en todas las posiciones.
Variaciones del proceso
Aunque la SMAW es casi exclusivamente un proceso de soldadura por arco manual, existe una variación notable del proceso, conocida como soldadura por gravedad o soldadura por arco por gravedad. Sirve como una versión automatizada del proceso tradicional de soldadura por arco metálico protegido, que emplea un portaelectrodos unido a una barra inclinada a lo largo de la soldadura. Una vez iniciado, el proceso continúa hasta que se agota el electrodo, lo que permite al operador gestionar varios sistemas de soldadura por gravedad. Los electrodos empleados (a menudo E6027 o E7024) están recubiertos en gran medida con fundente y suelen tener 71 cm (28 pulgadas) de longitud y aproximadamente 6,35 mm (0,25 pulgadas) de espesor. Al igual que en la SMAW manual, se utiliza una fuente de alimentación de soldadura de corriente constante, ya sea con corriente continua de polaridad negativa o corriente alterna. Debido al aumento del uso de procesos de soldadura semiautomáticos, como la soldadura por arco con núcleo de fundente, la popularidad de la soldadura por gravedad ha disminuido, ya que su ventaja económica sobre dichos métodos suele ser mínima. Otros métodos relacionados con SMAW que se utilizan con menos frecuencia incluyen la soldadura con petardos, un método automático para realizar soldaduras a tope y en ángulo, y la soldadura con electrodos masivos, un proceso para soldar componentes o estructuras grandes que pueden depositar hasta 27 kg (60 lb) de metal de soldadura por hora.
