Explicación de la polaridad en la soldadura: inversa y recta

La polaridad es muy importante al soldar y debería ser uno de los primeros pasos a considerar antes de iniciar un arco. Hay dos opciones en cuanto a polaridad; recto y reverso.

Elegir la polaridad correcta entre estas dos opciones tendrá un gran impacto en si tendrá una soldadura sólida que cumpla con los estándares de la industria o una soldadura que fallará, y tendrá que pulir y comenzar de nuevo.

Profundicemos en este tema para tomar la decisión correcta la primera vez.

¿Qué es la polaridad en la soldadura?

La polaridad se refiere a la dirección del flujo de corriente eléctrica entre su electrodo de soldadura y su pinza de masa que completa el circuito eléctrico de soldadura.

Es importante comprender la polaridad, ya que afectará el consumo del electrodo y su velocidad de fusión, la distribución del calor en el metal base y el aspecto final del cordón de soldadura. La polaridad afecta directamente la resistencia y la calidad de su soldadura.

Comprensión de la polaridad en soldadura CA y CC

También existen dos tipos de corriente a la hora de soldar: corriente continua (DC) y corriente alterna (AC). Las máquinas de soldar más baratas tienden a ser sólo de CC, mientras que las máquinas más caras utilizan CA/CC, capaces de ambas.

En resumen, la CC solo fluye en una dirección, manteniéndola en polaridad constante. La CA, por otro lado, cambia su flujo la mitad del tiempo en una dirección y la mitad en la otra, alternando su polaridad de positiva a negativa 120 veces por segundo en una corriente de 60 hercios.

Como la CC sólo puede fluir en una dirección, se divide en dos opciones de polaridad:

  • Electrodo positivo de CC (DCEP), también llamado polaridad invertida
  • Electrodo negativo de CC (DCEN), también llamado polaridad recta.

Más adelante se hablará más sobre esto.

La mayoría de las soldaduras por arco funcionan mejor con CC porque proporciona un arco más estable con menos salpicaduras. La CA funciona bien con aplicaciones específicas como aluminio y magnesio cuando se realiza soldadura TIG.

Los diferentes tipos de polaridad para CC y CA

Como todos los hogares estadounidenses funcionan con CA, las máquinas de soldar utilizan un diodo en un rectificador para evitar que la mitad de los ciclos de CA produzcan CC.

El medio ciclo que detiene determina qué polaridad tendrá la CC.

Imagen de cómo un puente rectificador conmuta la CA a DCEP o DCEN
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Echemos un vistazo más de cerca a cada uno.

Polaridad recta: electrodo CC negativo (DCEN)

En polaridad directa, su electrodo está conectado al negativo y su pinza será positiva.
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Al soldar con polaridad recta, su electrodo será negativo y su pieza de trabajo será positiva.

En este circuito, detenemos el medio ciclo positivo de CA y los electrones fluirán desde el electrodo a la pieza de trabajo.

Cómo un rectificador de media onda crea polaridad negativa de CC
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Debido a que los electrones fluyen de negativo a positivo, alrededor del 70 % del calor del arco estará en el electrodo y solo alrededor del 30 % en la pieza de trabajo.

Esto creará un charco de soldadura ancho pero poco profundo, una mayor tasa de quemado del electrodo y una mayor tasa de deposición.

Esto hace que la polaridad directa sea buena para materiales delgados, ya que la pieza de trabajo no se calentará tanto. Pero con calor insuficiente en el metal base, no se producirá ninguna oxidación del electrodo, lo que significa que no se eliminarán las impurezas.

Ventajas de DCEN

  • Ideal para materiales finos
  • Mayor tasa de deposición

Desventajas de DCEN

  • Alto consumo de electrodos.
  • Forma de cordón indeseable para materiales más gruesos.
  • Fusión insuficiente
  • Sin eliminación de impurezas

Polaridad inversa: electrodo positivo de CC (DCEP)

En polaridad inversa, su electrodo es positivo y su pinza será negativa.
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Al soldar con polaridad inversa, su electrodo será positivo y su pieza de trabajo será negativa.

En este circuito, detenemos el medio ciclo negativo de CA. Los electrones fluirán desde su pieza de trabajo hasta su electrodo.

Cómo un rectificador de media onda crea polaridad positiva de CC
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El calor adicional en su pieza de trabajo creará un cordón de soldadura estrecho con más penetración y un consumo de electrodo más lento, lo que facilitará el control del cordón para obtener una soldadura de apariencia más deseable.

Este calor adicional en el metal base ahora lo derretirá más fácil y rápidamente, creando un charco de soldadura más caliente, provocando la oxidación del electrodo y eliminando las impurezas que se quemarán y se infundirán en la escoria.

Ventajas del DCEP

  • Menor consumo de electrodos
  • Control de cuentas mejorado
  • Penetración más profunda
  • Alta eliminación de impurezas

Desventajas del DCEP

  • Cordón de soldadura estrecho
  • Tasas de deposición más bajas

Corriente alterna (CA).

Con CA, se obtienen semiciclos de polaridad directa e inversa que se suceden uno tras otro. Con esto, obtienes todas las ventajas y desventajas de ambas polaridades tal como suceden.

En CA, su flujo o frecuencia de electrones cambia de dirección 120 veces por segundo, lo que le brinda un calor equilibrado entre su electrodo y su pieza de trabajo y lo convierte en una buena opción versátil.

Las máquinas de soldar más caras le brindan la configuración para cambiar la frecuencia. Esto le permite ajustar las características del arco, el comportamiento del charco de soldadura, el perfil del cordón, la penetración y la apariencia.

Ventajas

  • Aporte de calor equilibrado
  • Ideal para soldar aluminio.
  • Reduce en gran medida el golpe del arco.
  • Gran control sobre la apariencia y penetración de las perlas.

Desventajas

  • Equipos de soldadura más caros
  • Aplicaciones limitadas
  • Tasa de deposición más baja que DC

Aquí hay una imagen de la diferencia en las penetraciones y la apariencia de las cuentas con cada polaridad.

Cómo la polaridad de la soldadura puede afectar la penetración y la apariencia del cordón de soldadura
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Cómo afecta la polaridad al rendimiento de la soldadura

Ahora que tiene una descripción general de las diferentes polaridades de soldadura, echemos un vistazo más de cerca a cómo cada una afecta el rendimiento de la soldadura.

DCENDCEPAC
Deposición de relleno Alto Bajo Medio
Penetración de soldadura Poco profundo/ancho Profundo/Estrecho Equilibrado
Limpieza de la placa base No La mitad del tiempo
Reforzamiento Pobre Excelente Bien
Zona afectada por el calor (ZAT) Ancho Angosto Medio
Aspecto del cordón de soldadura Pobre Bien Excelente
Capacidad del electrodo Excelente
⅛” 400A
Pobre
¼” 120A
Bien
⅛” 225A
Balance de calor (aprox.) 70% electrodo
30% Trabajo
30% electrodo
70% Trabajo
50% electrodo
50% Trabajo
  • Deposición de soldadura: Con el 70% de su calor en su terminal positivo, DCEP le brindará una alta deposición de soldadura, ideal para soldaduras de filete más grandes y soldaduras de ranura más profundas. DCEN le brindará una tasa de deposición más baja, lo que lo hace ideal para materiales más delgados y soldaduras más pequeñas.
  • Penetración: DCEP normalmente ofrece una penetración más profunda en la pieza de trabajo, lo que lo hace adecuado para unir materiales más gruesos. DCEN ofrece una penetración menos profunda, adecuada para materiales delgados o cuando se desea una soldadura menos penetrante, como la penetración parcial de juntas.
  • Limpieza de la placa base: este factor de limpieza proviene del calentamiento del metal base, y esos óxidos se transfieren al charco de soldadura y se queman. Sabiendo esto, obtendrá una excelente acción de limpieza de DCEP, ninguna de DCEN y algo de AC.
  • Refuerzo: El refuerzo va de la mano de la penetración. Cuanto mayor sea la penetración mayor será el refuerzo. Obtendrá un gran refuerzo con DCEP, pobre con DCEN y en algún punto intermedio con AC.
  • Zona afectada por el calor (HAZ): usted determina el ancho de su zona afectada por el calor según la cantidad de calor que su electrodo pone en el metal base. Cuando el 70% de su calor está en su electrodo para DCEN, esto creará una HAZ mucho más amplia que con DCEP.
  • Apariencia del cordón de soldadura: La facilidad con la que pueda manipular su charco de soldadura afectará esto. Es mucho más fácil de controlar con DCEP, lo que le brinda una soldadura atractiva. Será un poco más difícil con DCEN, lo que le dará una mala apariencia de cuenta.
  • Capacidad del electrodo: debido a que su electrodo se quemará más lentamente en DCEN, puede aumentar su amperaje considerablemente en comparación con DCEP. Un amperaje más alto le brinda una tasa de deposición más alta y una penetración poco profunda.
  • Balance de calor: este es el aspecto más crucial de la polaridad. Si entiendes esto, todo lo demás tiene sentido. Para DCEN, el 70 % del calor estará en el electrodo y el 30 % en la pieza de trabajo. Lo contrario ocurre con el DCEP.

Elegir la polaridad correcta

Entonces, ahora comprende bastante bien qué efecto tiene la polaridad en su soldadura. La elección de la polaridad correcta depende de los consumibles que tenga a mano.

Cada electrodo que tiene tiene un designador que le indica su polaridad compatible.

En el ejemplo anterior, el dígito «8» significa que puede usarlo solo con DCEP o AC. Obtenga más información sobre los números de varillas de soldadura aquí.

Cuando tenga múltiples opciones (y en muchas ocasiones las tendrá), simplemente hágase estas preguntas:

  • ¿Qué tipo de penetración buscas?
  • ¿Qué tipo de apariencia de soldadura necesita?
  • ¿Qué velocidad de deposición de soldadura necesita?

Los soldadores experimentados hacen estas preguntas para determinar qué polaridad les conviene mejor para su proyecto.

Consejo profesional: Los soldadores de la industria llaman a la varilla 6010 la varilla de verificación de polaridad porque existen grandes diferencias de carácter entre el uso de esta varilla con DCEP y DCEN.

Si no puede distinguir qué terminal es negativo y cuál es positivo, coloque un electrodo 6010 en su portaelectrodos y comience a soldar.

Si comienza a salpicar incontrolablemente, haciendo un fuerte silbido, y la escoria es difícil de eliminar, estás en DC negativo.

Pero si hay salpicaduras mínimas, ningún silbido fuerte y una soldadura estrecha con buena penetración, entonces estás en DC+. Yo mismo he usado este truco más de unas cuantas veces.

Envolviendolo

Como puede ver, es muy importante considerar la polaridad de la soldadura incluso antes de iniciar un arco.

Cuando tenga más de una opción, pruébelas todas en un trozo de acero para ver y sentir la diferencia de cada opción de polaridad.

Así como lo hace en la vida, también puede divertirse experimentando con cosas nuevas en la soldadura. ¡Toda la suerte!