Soldadura por arco con núcleo fundente

La soldadura por arco con núcleo fundente ( FCAW o FCA ) es un proceso de soldadura por arco semiautomático o automático . La FCAW requiere un electrodo tubular consumible de alimentación continua que contiene fundente y una fuente de alimentación de soldadura de voltaje constante o, con menos frecuencia, de corriente constante. En ocasiones se utiliza un gas de protección externo , pero a menudo se confía en el propio fundente para generar la protección necesaria contra la atmósfera, produciendo tanto protección gaseosa como escoria líquida que protege la soldadura.

Un tipo de FCAW no requiere gas de protección. Esto es posible gracias al núcleo fundente del electrodo tubular consumible. Sin embargo, este núcleo contiene más que solo fundente. También contiene varios componentes que, al exponerse a las altas temperaturas de la soldadura, generan un gas de protección para proteger el arco. Este tipo de FCAW es atractivo porque es portátil y generalmente tiene buena penetración en el metal base. Además, no es necesario considerar las condiciones de viento. Algunas desventajas son que este proceso puede producir humo excesivo y tóxico (lo que dificulta la visualización del baño de soldadura). Como en todos los procesos de soldadura, se debe elegir el electrodo adecuado para obtener las propiedades mecánicas requeridas. La habilidad del operador es un factor importante, ya que una manipulación incorrecta del electrodo o una configuración inadecuada de la máquina pueden causar porosidad .

Otro tipo de FCAW utiliza un gas de protección que debe ser suministrado por una fuente externa. Esto se conoce informalmente como soldadura de "doble protección". Este tipo de FCAW se desarrolló principalmente para soldar aceros estructurales. De hecho, dado que utiliza tanto un electrodo con núcleo fundente como un gas de protección externo, se podría decir que es una combinación de soldadura por arco metálico con gas ( GMAW ) y FCAW. Los gases de protección más utilizados son dióxido de carbono puro o mezclas de argón y dióxido de carbono. La mezcla más común es 75 % argón y 25 % dióxido de carbono. ^{[ 1 ]} Este estilo particular de FCAW es preferible para soldar metales más gruesos y en posiciones difíciles. La escoria creada por el fundente también es fácil de eliminar. Las principales ventajas de este proceso son que, en un entorno de taller cerrado, generalmente produce soldaduras con mejores y más consistentes propiedades mecánicas, con menos defectos de soldadura que los procesos SMAW o GMAW. En la práctica, también permite una mayor tasa de producción, ya que el operario no necesita detenerse periódicamente para cambiar el electrodo, como ocurre en la soldadura SMAW. Sin embargo, al igual que la soldadura GMAW, no se puede utilizar en ambientes ventosos, puesto que la pérdida del gas de protección por el flujo de aire produce porosidad en la soldadura.

• Velocidad de alimentación del alambre
• Voltaje de arco
• Extensión del electrodo
• Velocidad de viaje
• Ángulos de los electrodos
• Tipo de alambre de electrodo
• Composición del gas de protección (si fuera necesario)
• La polaridad inversa (electrodo positivo) se utiliza para el cable FCAW con protección de gas, la polaridad directa (electrodo negativo) se utiliza para el cable FCAW autoprotegido.
• Distancia de contacto para trabajar (CTWD)

• El proceso FCAW puede ser un proceso "en todas las posiciones" con los metales de aporte adecuados (el electrodo consumible).
• No se necesita gas de protección con algunos alambres, lo que lo hace adecuado para soldadura al aire libre y/o en condiciones de viento.
• Un proceso de alta tasa de deposición (velocidad a la que se aplica el metal de aporte) en el 1G/1F/2F
• Algunas aplicaciones de "alta velocidad" (por ejemplo, automotrices)
• En comparación con los procesos SMAW y GTAW , se requiere menos habilidad por parte de los operarios.
• Se requiere menos limpieza previa del metal.
• El fundente ofrece beneficios metalúrgicos, como la protección inicial del metal de soldadura frente a factores externos hasta que se elimina la escoria.
• Probabilidad de porosidad muy baja
• Se requiere menos equipo, es más fácil de transportar (no necesita bombona de gas).

Se utiliza en las siguientes aleaciones:

• Aceros dulces y de baja aleación
• Aceros inoxidables
• Algunas aleaciones con alto contenido de níquel
• Algunas aleaciones de recubrimiento/superficie

Por supuesto, todos los problemas habituales que se presentan en la soldadura pueden ocurrir en FCAW, como la fusión incompleta entre metales base, la inclusión de escoria ( inclusiones no metálicas ) y grietas en las soldaduras. Pero hay algunas preocupaciones que surgen con FCAW que vale la pena tener en cuenta:

• Punta de contacto fundida: ocurre cuando la punta de contacto entra en contacto con el metal base, fusionando ambos y fundiendo el orificio del extremo.
• Alimentación irregular del alambre: normalmente se trata de un problema mecánico.
• Porosidad: los gases (en concreto, los procedentes del núcleo fundente) no escapan de la zona soldada antes de que el metal se endurezca, dejando agujeros en el metal soldado.
• Material de relleno/alambre más costoso en comparación con GMAW.
• La cantidad de humo generada puede superar con creces la de SMAW, GMAW o GTAW. ^{[ 2 ]}
• El cambio de material de aporte requiere cambiar toda la bobina. Esto puede ser lento y complicado en comparación con el cambio de material de aporte para soldadura SMAW o GTAW.

• Sociedad Americana de Soldadura, Manual de Soldadura, Vol. 2 (9.ª ed.)
• "Soldadura con hilo tubular". Procedimientos y técnicas de soldadura. 23 de junio de 2006. American Metallurgical Consultants. 13 de septiembre de 2006 < http://www.weldingengineer.com/1flux.htm >.
• Groover, Mikell P. Fundamentos de la manufactura moderna. Segunda edición. Ciudad de Nueva York: John Wiley & Sons, INC, 2002.
• "Alambre sólido versus alambre tubular: cuándo y por qué usarlos." Miller Electric Mfg. Co. 13 de septiembre de 2006 < http://www.millerwelds.com/education/articles/article62.html Archivado el 15 de octubre de 2006 en Wayback Machine >.
• Historia de la soldadura por arco con núcleo fundente antes de la década de 1950