Flujo de recubrimiento para aluminio

About This Project

AdTech se dedica a la investigación y el desarrollo, la producción y la comercialización de fundentes de recubrimiento destinados a evitar la oxidación y la absorción del metal fundido durante el proceso de fundición de aleaciones de aluminio. Las aleaciones de aluminio tienden a absorber hidrógeno y a oxidarse fácilmente; por ello, se esparce el fundente de recubrimiento para formar una capa protectora densa que mantenga la pureza del metal fundido. Todo el fundente de recubrimiento se somete a un tratamiento térmico adecuado, se elimina el agua absorbida y el agua de cristalización, y se tamiza para obtener un tamaño uniforme. El fundente de recubrimiento fundido formará una capa protectora densa en la superficie en poco tiempo, con baja viscosidad y buena fluidez, con el fin de evitar que el aluminio fundido se oxide y absorba. El fundente de recubrimiento se aplica al proceso de fundición de productos de aleaciones de aluminio de múltiples series, tales como materia prima de lámina de aluminio de tamaño micrométrico, zócalos de PS para impresión, material para latas, material de embalaje elástico, transporte ferroviario, productos aeroespaciales, cables y alambres, así como para la desgasificación, desescoriado y purificación del aluminio fundido.

560CF, 580CF

Conjuntos de instalaciones de recubrimiento con fundente

• Flujo de recubrimiento
• Recipiente de refinado

Aplicaciones del fundente de recubrimiento

El fundente de recubrimiento de AdTech se presenta en forma de partículas finas y pulverulentas de color blanco. Sus ingredientes principales son el cloruro y la villiaumita, junto con otros compuestos. Se pulveriza con gas procedente de un recipiente de refinado a modo de vehículo, aunque también se permite espolvorearlo manualmente directamente sobre la superficie del metal fundido. Se remueve el metal fundido con el fundente de recubrimiento para eliminar las inclusiones. Se utiliza para recubrir en el horno aleaciones de aluminio, aleaciones de aluminio con bajo contenido en magnesio y aleaciones de aluminio modificadas con estroncio; reduce considerablemente la pérdida de metal causada por la oxidación del líquido y disminuye las pérdidas por combustión oxidante. El proceso de recubrimiento también forma una barrera física entre el aluminio fundido y el gas oxidante en el horno, lo que reduce la formación de inclusiones de óxido en el aluminio fundido, creando un efecto separador que favorece la calidad de la fundición. El fundente de recubrimiento ayuda a cumplir los requisitos de alto valor añadido y rendimiento de alta tecnología en la aviación, el transporte y otras fundiciones de precisión de aleaciones de aluminio.

Ventajas del fundente de recubrimiento

1. Forma una capa protectora densa para reducir la entrada de gas.
2. Reducir la pérdida de metal provocada por la oxidación de la superficie del metal fundido.
3. Punto de fusión moderado, buena fluidez, buen poder de cobertura, etc.
4. Dosis reducida, bajo coste y escaso contenido en metales en las escorias generadas por el proceso de recubrimiento.

Tipo de fundente de recubrimiento estándar

Especificaciones de embalaje

Embalaje:

Instrucciones

1. Una vez que el aluminio se haya fundido por completo, espolvorear fundente de recubrimiento reducirá considerablemente las pérdidas por combustión oxidante del aluminio fundido.
2. Una vez finalizada la eliminación de escorias del aluminio fundido, la aplicación de fundente de recubrimiento reducirá considerablemente la pérdida por combustión de la superficie del aluminio fundido y evitará que este vuelva a absorber gases tras el refinado.
3. En el caso de cargas de varias toneladas en hornos a gran escala, la pulverización del fundente de recubrimiento mediante un dispositivo eyector garantizará la uniformidad del proceso.
4. Dosis recomendada: 0,5-1,5 kg por tonelada de aluminio.

¿Qué es el flujo de recubrimiento y por qué existe?

El fundente de recubrimiento es una mezcla comprimida de polvos minerales, aleaciones metálicas, celulosa, silicatos y aglutinantes que se extruye o se recubre sobre un alambre de núcleo sólido de acero o aleación. Cuando el electrodo se quema durante la soldadura por arco con electrodo revestido (SMAW), el fundente realiza cuatro funciones a la vez: se descompone para liberar gas de protección, se funde para formar una escoria protectora sobre el baño de fusión, aporta desoxidantes y elementos de aleación al metal depositado y estabiliza el arco eléctrico para que el cordón de soldadura se mantenga uniforme.

Sin recubrimiento, la soldadura con alambre desnudo expone el acero fundido directamente al oxígeno y al nitrógeno del aire. El resultado es porosidad, fragilidad y una fusión deficiente. Precisamente por eso la soldadura con alambre desnudo desapareció de los trabajos estructurales hace décadas y por eso todos los electrodos de varilla modernos, ya sean del tipo E6011 o E7018, dependen por completo de su recubrimiento de fundente para producir soldaduras sólidas.

A menudo nos preguntan si la composición del fundente realmente influye tanto de una marca a otra. Nuestra respuesta, basada en pruebas comparativas de soldadura por arco, es que sí. Dos electrodos con la misma clasificación AWS pueden comportarse de forma totalmente diferente en una máquina de soldadura, dependiendo de la proporción de aglutinante, el proceso de secado y la pureza de los minerales en bruto.

Los fundamentos químicos que subyacen al recubrimiento con fundente

El fundente de recubrimiento no es una sola sustancia. Se trata de una mezcla formulada, y los fabricantes guardan celosamente sus proporciones exactas, ya que pequeños cambios porcentuales modifican drásticamente las características del arco. A continuación se ofrece un desglose de las principales materias primas que se encuentran en la mayoría de las formulaciones comerciales de fundente.

La proporción de estos ingredientes es lo que distingue a un electrodo de rutilo de un electrodo básico de bajo contenido en hidrógeno. Una fórmula con alto contenido en celulosa se consume rápidamente y ofrece una penetración profunda, pero produce más salpicaduras, mientras que una fórmula básica (de bajo contenido en hidrógeno) se consume más lentamente, con un arco más compacto, y produce soldaduras más limpias y resistentes, adecuadas para aplicaciones estructurales críticas.

Cómo se clasifican los fundentes de recubrimiento según su tipo

Los soldadores y los compradores suelen tener en cuenta el tipo de fundente antes que cualquier otra cosa, ya que este determina la posición de soldadura, el tipo de corriente y las propiedades mecánicas. A continuación, hemos clasificado las cinco categorías reconocidas.

Si estás buscando electrodos para un trabajo que requiera ensayos de tenacidad al impacto a bajas temperaturas, el fundente básico con bajo contenido en hidrógeno es casi siempre la solución. Lo aprendimos por las malas al principio, cuando un cliente especificó el E6013 para un proyecto que posteriormente no superó el ensayo de impacto Charpy a -20 grados Celsius. Cambiar al E7018 resolvió el problema de inmediato, ya que el fundente con bajo contenido en hidrógeno mantiene el contenido de hidrógeno difusible por debajo de los 8 ml por cada 100 g de metal depositado, lo que reduce drásticamente el riesgo de fisuración en frío.

Proporción de recubrimiento: fundente fino, medio, grueso y extragrueso

La relación de recubrimiento se refiere a la relación entre el diámetro exterior del electrodo recubierto y el diámetro del alambre de núcleo desnudo. Esta medida influye en la velocidad de deposición, la fuerza del arco y la facilidad de manejo del electrodo para los soldadores menos experimentados.

Los recubrimientos más gruesos suelen generar una capa de escoria más densa que se desprende por sí sola tras el enfriamiento, razón por la cual muchos programas de formación recomiendan el uso de electrodos E6013 de recubrimiento grueso para los soldadores noveles. Los electrodos de recubrimiento fino exigen un control más preciso del arco, pero dejan menos escoria que eliminar, lo que ahorra tiempo de limpieza en uniones estructurales de varias pasadas.

Estabilidad del arco y calidad de la soldadura: qué es lo que controla realmente el fundente de recubrimiento

La estabilidad del arco no solo tiene que ver con la comodidad del soldador, sino que está directamente relacionada con los índices de porosidad, la uniformidad del cordón de soldadura y la resistencia mecánica. Los compuestos de potasio y sodio presentes en el fundente ionizan la distancia entre los electrodos, lo que facilita el encendido del arco y su mantenimiento a intensidades más bajas. Los electrodos con un contenido insuficiente de estabilizador tienden a producir un arco irregular que se adhiere a la pieza de trabajo, genera salpicaduras excesivas y produce una penetración irregular.

Realizamos pruebas comparativas informales con tres marcas diferentes de electrodos, todas ellas clasificadas como E7018, sobre chapas de acero A36 idénticas y con los mismos ajustes de amperaje. La marca con una proporción más ajustada entre aglutinante y mineral produjo notablemente menos salpicaduras y un patrón de ondulación más uniforme. Las pruebas radiográficas realizadas en las probetas confirmaron unos índices de porosidad más bajos en la formulación de fundente de mayor calidad, a pesar de que la clasificación química sobre el papel era idéntica. Esta es la realidad que los compradores deben comprender: la clasificación de la AWS indica el estándar mínimo, no la calidad real de fabricación.

La formación de escoria y su función protectora

La escoria no es un residuo, sino una barrera protectora activa. A medida que se enfría el baño de fusión, la escoria sigue protegiendo el metal de la exposición al oxígeno hasta que se completa la solidificación. La escoria también ralentiza la velocidad de enfriamiento del metal de soldadura, lo que reduce el riesgo de formación de martensita en los aceros con mayor contenido en carbono, disminuyendo así el riesgo de agrietamiento. Los electrodos con sistemas de escoria mal formulados o bien liberan la escoria demasiado pronto (exponiendo el metal caliente al aire) o bien retienen inclusiones de escoria en el interior de la soldadura; ambas situaciones se manifiestan como defectos durante la inspección radiográfica o ultrasónica.

Soldadura con recubrimiento frente a soldadura por arco sumergido frente a soldadura con alambre tubular

Los compradores que se inician en la adquisición de productos de soldadura suelen confundir el fundente de recubrimiento con el fundente de la soldadura por arco sumergido (SAW) o con el fundente que contiene el alambre con núcleo de fundente (FCAW). Se trata de tres productos distintos destinados a procesos diferentes, y confundirlos da lugar a costosos errores en los pedidos.

Los equipos de compras que se encarguen de la adquisición de productos para astilleros o la fabricación pesada deben tener en cuenta que el fundente de arco sumergido y el fundente de recubrimiento no son categorías de compra intercambiables, aunque ambos se incluyan bajo el término de búsqueda general “fundente de soldadura”. Si en su solicitud de presupuesto se indica “fundente” sin especificar el proceso, es probable que los proveedores le pidan aclaraciones o, lo que es peor, que le envíen un producto totalmente equivocado.

Proceso de fabricación: cómo se aplica el fundente al alambre del núcleo

Comprender el proceso de fabricación ayuda a los compradores a evaluar de forma más crítica las afirmaciones de los proveedores sobre la calidad. La secuencia de producción habitual es la siguiente:

1. El alambre del núcleo se trefilaba hasta alcanzar el diámetro especificado y se cortaba en longitudes estándar (normalmente de 350 mm o 450 mm).
2. Los ingredientes del fundente en bruto se mezclan en seco en proporciones precisas, de acuerdo con la receta de la formulación.
3. Se añade un aglutinante líquido (silicato de sodio o de potasio) para formar una pasta.
4. La pasta se extruye bajo presión hidráulica alrededor del alambre central, centrándolo con precisión.
5. Los electrodos recubiertos pasan por un túnel de secado a una temperatura controlada.
6. Los electrodos se someten a un proceso de secado a alta temperatura para reducir su contenido de humedad, lo cual resulta especialmente importante en los tipos con bajo contenido en hidrógeno.
7. Los electrodos terminados se someten a pruebas para comprobar la concentricidad del recubrimiento y, a continuación, se envasan en recipientes resistentes a la humedad.

La fase de secado es donde la calidad difiere de forma notable entre los distintos fabricantes. Los electrodos con bajo contenido en hidrógeno requieren un horneado a una temperatura de entre 350 y 450 grados Celsius para eliminar la humedad que, de otro modo, introduciría hidrógeno en el metal de soldadura. Los fabricantes que escatiman en el tiempo de horneado producen electrodos que parecen idénticos en el estante, pero que ofrecen un rendimiento deficiente en la práctica, sobre todo en acero estructural de gran espesor, donde el agrietamiento por hidrógeno se convierte en un riesgo real.

Cómo elegir el fundente de recubrimiento adecuado para tu aplicación

Elegir el tipo de fundente adecuado no es cuestión de adivinar, sino que sigue un proceso de decisión lógico basado en el metal base, la posición de la unión y las condiciones de uso. Hemos elaborado este marco de decisión basándonos en años de trabajo en la elaboración de especificaciones con talleres de fabricación.

Un detalle que suele confundir a muchos compradores: no todos los diámetros de electrodo están homologados para todas las posiciones. Un electrodo E7018 de 5 mm a menudo no funciona en posición vertical ascendente con la misma fluidez que un electrodo de 3,2 mm de la misma clasificación, ya que la mayor masa de fundente tarda más en solidificarse. Comprueba siempre la clasificación de posición impresa en la caja, no solo el código de clasificación.

Defectos habituales atribuidos a problemas relacionados con el recubrimiento del fundente

Cuando una soldadura no supera la inspección, la causa principal suele estar relacionada con el fundente, más que con la técnica del soldador o con las propiedades metalúrgicas del alambre de núcleo. A continuación se enumeran los defectos que observamos con mayor frecuencia y que están directamente relacionados con problemas con el fundente.

En una ocasión, un cliente nos informó de la aparición de grietas en un lote de varillas E7018 que, en teoría, eran de primera calidad. Al inspeccionarlo, se observaron finísimas grietas visibles en el recubrimiento que discurrían en paralelo al alambre del núcleo, un claro indicio de choque térmico durante la fase de secado de la fabricación. Todo ese lote fue rechazado y devuelto. Precisamente por eso, la inspección visual de los envíos de electrodos que llegan es tan importante como comprobar la documentación de certificación.

Requisitos de almacenamiento, manipulación y vida útil

El fundente de recubrimiento es higroscópico, lo que significa que absorbe la humedad del aire circundante, y este simple hecho determina la mayoría de las normas de manipulación en los talleres de soldadura profesionales. La humedad del recubrimiento se convierte en hidrógeno durante la combustión del arco, y el hidrógeno es la causa principal de las grietas retardadas en las soldaduras de acero de alta resistencia.

Hay que tener en cuenta que los electrodos celulósicos necesitan, de hecho, cierta humedad en su recubrimiento para funcionar correctamente, ya que el proceso de combustión de la celulosa que genera el gas de protección depende en parte de ese contenido de humedad. Esto sorprende a mucha gente, que da por sentado que todos los electrodos deben mantenerse completamente secos. Los electrodos básicos con bajo contenido en hidrógeno son todo lo contrario, y los talleres que realizan trabajos estructurales críticos suelen mantener un horno de conservación a una temperatura de entre 100 y 150 grados Celsius justo en la estación de soldadura, para que los electrodos nunca permanezcan expuestos más tiempo del recomendado.

Normas del sector que regulan la composición del fundente de recubrimiento

Las formulaciones de los fundentes de recubrimiento no son arbitrarias, sino que se rigen por normas de clasificación que establecen los rangos de composición química, los requisitos mínimos de propiedades mecánicas y los procedimientos de ensayo.

Cuando evaluamos a un nuevo proveedor, el primer documento que solicitamos no es un folleto comercial, sino el certificado de ensayo de fábrica que muestre la composición química real y los resultados de los ensayos mecánicos en relación con la clasificación específica de la AWS o la ISO que figura en la caja. Un fabricante legítimo lo tendrá a mano de inmediato. La reticencia a facilitar los certificados de ensayo es una señal de alerta que conviene tomarse en serio durante la cualificación de proveedores.

Preguntas frecuentes

¿Qué ocurre si el fundente de soldadura se moja durante el almacenamiento?
La humedad absorbida por el recubrimiento se convierte en hidrógeno gaseoso durante la combustión del arco, lo que puede provocar porosidad en los electrodos de rutilo y peligrosas grietas diferidas en los electrodos básicos con bajo contenido en hidrógeno utilizados en aceros de alta resistencia. Los electrodos húmedos con bajo contenido en hidrógeno deben volver a hornearse a una temperatura de entre 350 y 450 °C antes de su uso, y no basta con secarlos al aire.

¿Se puede utilizar el fundente de recubrimiento indistintamente con máquinas de soldadura de CA y de CC?
Depende de la formulación concreta. Los electrodos celulósicos, como el E6011, están formulados con compuestos de potasio específicamente para funcionar bien con corriente alterna, mientras que los electrodos básicos, como el E7016, también admiten corriente alterna; sin embargo, las variantes del E7018 a veces ofrecen un mejor rendimiento con corriente continua cuando el electrodo es positivo, dependiendo del paquete estabilizador del fabricante. Comprueba siempre la polaridad indicada en el envase del electrodo.

¿Por qué el arco de mi electrodo resulta brusco y produce demasiadas salpicaduras?
Las características de arco irregular suelen indicar, o bien la presencia de humedad en el recubrimiento, o bien un ajuste incorrecto de la intensidad de la corriente en relación con el diámetro del electrodo, o bien una formulación con un contenido insuficiente de estabilizador de arco. Prueba con un electrodo nuevo, que haya sido almacenado correctamente y proceda de un envase sellado, antes de dar por hecho que el problema radica en los ajustes de la máquina.

¿Una capa más gruesa de fundente es sinónimo de mejor calidad?
No. El espesor del recubrimiento está relacionado con la velocidad de deposición y la facilidad de uso, no con la calidad intrínseca. Un electrodo con un recubrimiento fino, fabricado por una empresa de prestigio que aplique un estricto control de calidad, ofrecerá un rendimiento superior al de un electrodo con un recubrimiento grueso y una distribución irregular de los minerales.

¿Cuánto tiempo puedo dejar los electrodos con bajo contenido en hidrógeno fuera del horno durante un turno de trabajo?
La mayoría de los fabricantes indican que la exposición máxima a la atmósfera habitual de un taller es de 4 horas antes de que la absorción de humedad se convierta en un problema, aunque este tiempo se reduce considerablemente en entornos con alta humedad. Muchos talleres utilizan hornos de mantenimiento portátiles en la estación de soldadura para evitar este problema por completo.

¿Cuál es la diferencia entre las formulaciones de fundente E6010 y E6011?
Ambos son electrodos celulósicos con arcos de gran penetración, pero el E6010 está formulado exclusivamente para corriente positiva en corriente continua, mientras que el E6011 contiene compuestos de potasio adicionales en el fundente que le permiten funcionar tanto en corriente alterna como en corriente continua.

¿El recubrimiento de fundente afecta a la resistencia mecánica de la soldadura o solo a su aspecto?
El fundente influye directamente en la resistencia mecánica a través de las adiciones de aleación, el control del hidrógeno y la eliminación de impurezas. Las formulaciones de fundentes básicos con bajo contenido en hidrógeno existen precisamente porque reducen el riesgo de agrietamiento inducido por el hidrógeno en el acero de alta resistencia, lo cual es una cuestión relacionada con las propiedades mecánicas, no con el aspecto estético.

¿Puedo sustituir un electrodo de rutilo por uno de bajo contenido en hidrógeno en acero estructural?
Por lo general, no, sobre todo en secciones de gran espesor, uniones con alta restricción o estructuras sismorresistentes. Las normas de construcción y las especificaciones estructurales suelen exigir el uso de electrodos con bajo contenido en hidrógeno, precisamente porque el fundente de rutilo no controla el hidrógeno difusible con el mismo nivel de eficacia.

¿Cómo puedo comprobar la calidad del fundente de recubrimiento antes de realizar un pedido al por mayor?
Solicita el certificado de ensayo de fábrica correspondiente al número de lote específico; pide informes de ensayo de terceros independientes, si están disponibles, y solicita pequeñas cantidades de prueba para realizar ensayos de arco antes de comprometerte a realizar pedidos de contenedores completos.

¿Por qué algunos electrodos producen escoria que se desprende por sí sola, mientras que otros requieren que se retire a mano?
El comportamiento de desprendimiento de la escoria depende de la proporción de silicatos y minerales en la composición del fundente. Los fabricantes elaboran determinados electrodos de rutilo y de recubrimiento grueso específicamente para que la escoria se desprenda por sí sola, con el fin de reducir el trabajo de limpieza, mientras que las composiciones básicas con bajo contenido en hidrógeno suelen producir una escoria que se adhiere con mayor fuerza, a cambio de obtener mejores propiedades mecánicas.