Comportamiento del flujo de electrones en función del diámetro y la geometría del electrodo

El electrodo de tungsteno desempeña un papel fundamental en el proceso de soldadura TIG orbital, ya que su uso permite generar el arco eléctrico y su geometría influye directamente en la calidad de la soldadura. A la hora de elegir el electrodo,hay que tener en cuenta varios criterios: el material, el diámetro, la longitud, el tamaño, la geometría y el estado de la superficie del electrodo son parámetros quedebentenerse en cuenta.

De entre estos criterios, en este artículo nos centramos especialmente en el diámetro y la geometría del electrodo.

¿Cómo influye la elección del diámetro y la geometría del electrodo en el comportamiento del flujo de electrones y, por lo tanto, en la soldadura final en el proceso de soldadura TIG? ¿Qué es una punta plana y cómo se elige una punta plana adecuada?

En este artículo te damos todas las respuestas a estas preguntas.

El papel de un electrodo afilado en el proceso de soldadura

El afilado del electrodo es el parámetro más importante que influye en las características del arco de soldadura y en la geometría del cordón de soldadura. Un electrodo afilado facilita el encendido del arco, pero puede deteriorarse rápidamente, lo que puede provocar la aparición de inclusiones de tungsteno en la soldadura.

Por lo tanto, el afilado debe formar parte integrante del procedimiento de soldadura. Para garantizar una estabilidad óptima del arco, el afilado debe realizarse siempre en la dirección longitudinal del electrodo. Debe evitarse a toda costa el afilado perpendicular, ya que provocará inestabilidad en el arco y un resultado de soldadura totalmente aleatorio.

Si la punta del electrodo está afilada, existe el riesgo de que se desafile y de que se desprenda tungsteno y caiga en el baño de soldadura, lo que supondría una contaminación de la soldadura.

Esto podría apreciarse entonces como una mancha blanca en una radiografía de la soldadura.

La importancia del punto plano

Una punta plana ayuda a prolongar la vida útil del electrodo, pero debe realizarse con cuidado y no ser demasiado grande, para no provocar que el arco se vuelva inestable y se desvíe. Por lo tanto, se recomienda utilizar una punta plana adaptada para conseguir la estabilidad del arco, una buena transferencia de electrones y una mayor vida útil del electrodo, sin correr el riesgo de que se produzcan inclusiones de tungsteno.

Esta figura ilustra el comportamiento del flujo de electrones en función de la geometría del electrodo.

Como se muestra aquí, los electrones siempre salen del electrodo de forma perpendicular a su superficie.

Es importante optar por una punta plana en el extremo del electrodo, que se determinará en función de la corriente utilizada. El uso de una punta plana adecuada permitirá generar un flujo lineal de electrones, al que denominaremos «flujo efectivo».

Este flujo llega al electrodo en una zona muy pequeña, que será la zona de mayor calentamiento y constituirá la zona de fusión.

Cuanto más concentrado esté el flujo y mejor se concentre el calor en una zona delimitada, más óptima será la fusión. Es esta acción la que te permitirá —sin necesidad de que el soldador realice un movimiento pendular— fusionar espesores de hasta 3 mm de forma automática.

Comportamiento del flujo de electrones en función del diámetro del electrodo

Las figuras anteriores ilustran la influencia del diámetro en el flujo de electrones.

Se puede observar que la elección del diámetro del electrodo es un factor determinante, ya que el flujo de electrones en el interior del electrodo tiene un radio proporcional a la intensidad: cuantos más amperios haya, mayor será el flujo. Imaginemos el caso en el que el diámetro del flujo sea equivalente al diámetro de la zona plana (que se muestra aquí en la figura1); en ese caso, el flujo efectivo es óptimo al salir del electrodo.

Por otro lado, en el caso de que el flujo sea mayor que el de la punta plana (representado aquí en el diagrama2), se producirá una dispersión de los electrones, que se difundirán perpendicularmente. La zona de calentamiento será entonces más amplia y perderá su eficiencia.

En el caso contrario, en el que el flujo fuera menor que la punta plana (como se muestra aquí en la figura3), existe el riesgo de deriva e inestabilidad del arco, ya que el flujo efectivo no puede canalizarse y se «equilibra» en la punta plana: por lo tanto, la zona de calentamiento queda dispersa.

Dado que los electrones no se canalizan en la salida, tenderán a acumularse en las esquinas y a desplazarse lateralmente durante el periodo de baja intensidad (especialmente en el caso de una soldadura que requiera una preparación con bisel).

Por lo tanto, recomendamos elegir un diámetro y una geometría adecuados para conseguir la estabilidad del arco y una buena transferencia de electrones, y garantizar así una larga vida útil del electrodo sin riesgo de que se produzcan inclusiones de tungsteno.

¿Te gustaría saber más sobre los electrodos y cómo elegir el electrodo adecuado para la soldadura TIG orbital?

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