Un cordón de soldadura es el depósito de metal fundido que une dos piezas. Se forma al fusionar un metal de aportación en la junta, creando una unión sólida que garantiza la cohesión de todo el conjunto.
Es frecuente que los ingenieros se enfrenten a defectos de soldadura provocados por un manejo incorrecto de la antorcha.
En este artículo le desvelamos todas las claves para que esto no vuelva a suceder, desde la ejecución del cordón hasta el control de calidad de la soldadura.
Tabla de contenidos
Qué es un Cordón de Soldadura?
Un cordón de soldadura se forma por el depósito de metal fundido, generalmente en una sola pasada de la antorcha.
Este proceso, que consiste en fundir el metal de aportación en la junta, fusiona las piezas y garantiza la robustez de su unión.
El manejo de la antorcha es decisivo: influye no solo en el aspecto del cordón, sino también en sus propiedades mecánicas, un factor crucial en ingeniería.
El movimiento de la antorcha define la forma, el tamaño y la profundidad del cordón:
- Un movimiento rectilíneo y regular asegura una penetración profunda y uniones robustas.
- Un movimiento de oscilación permite depositar el metal sobre una superficie más amplia.
Estos son solo dos de los muchos ejemplos que detallaremos más adelante. Ambos ilustran cómo la técnica elegida influye directamente en las propiedades de la soldadura.
Es fundamental dominar la velocidad y el ángulo de la antorcha para evitar defectos como una anchura de cordón irregular o una fusión deficiente con el metal base.
Los cordones rectos son perfectos para pasadas rectilíneas simples y precisas. La oscilación, por su parte, permite una mejor gestión del calor en las juntas más anchas.
Estas diferentes técnicas permiten adaptar el cordón al tipo de trabajo, ya sea soldar una chapa fina o una tubería de gran espesor.
La falta de pericia puede provocar defectos críticos, como fisuras o porosidad.
Para el control de la geometría del cordón, asegúrese de que los catetos de la soldadura alcanzan al menos el 80 % del espesor del metal más fino, como recomienda KEYENCE en su guía de medición 2024.
Esta precaución garantiza la correcta respuesta del cordón bajo tensión.
Importancia de los cordones de soldadura
Los cordones de soldadura son la piedra angular de numerosas estructuras. Crean uniones robustas entre las piezas metálicas, asegurando una distribución uniforme de las cargas y tensiones dentro del conjunto.
Un cordón bien ejecutado actúa como un puente que transfiere las cargas de una pieza a otra. Esta continuidad estructural es esencial para evitar las concentraciones de tensiones, que a menudo son el origen de las roturas.
Los cordones de soldadura también aseguran la estanqueidad de las juntas, impidiendo así las fugas de gases o líquidos.
Además, la elección de un metal de aportación adecuado puede mejorar considerablemente la resistencia a la corrosión del conjunto.
Una contaminación del gas de protección por el aire, por mínima que sea, tiene consecuencias directas: apenas un 1 % de aire es suficiente para provocar porosidad en la soldadura. Por encima del 1,5 %, aparecen porosidades superficiales, como se destaca en este artículo de TWI Global en 2024.
Por lo tanto, una correcta ejecución del cordón es un factor determinante para limitar estos riesgos y garantizar el rendimiento de la soldadura a largo plazo.
Un control riguroso de la geometría del cordón permite prevenir la aparición de defectos, como las socavaciones.
Por qué utilizar diferentes movimientos de antorcha?
La soldadura presenta diversos desafíos según la posición de trabajo.
El primero es la gravedad: atrae el baño de fusión hacia abajo, lo que le obliga a adaptar constantemente el movimiento de la antorcha para mantenerlo en su sitio.
Además, en materiales finos o sensibles al calor (como el aluminio o el titanio), hay que optar por movimientos que limiten el aporte de calor para evitar deformaciones.
La soldadura en posición sobre cabeza es otro ejemplo particularmente complejo.
El soldador debe mover la antorcha más rápidamente para evitar que el metal fundido gotee. Una velocidad demasiado lenta permitiría que la gravedad se impusiera, lo que resultaría en un cordón irregular y de mala calidad.
Estos son solo algunos ejemplos, pero seguro que se encuentra con desafíos similares en sus propias aplicaciones.
Por eso, antes de iniciar cualquier operación de soldadura, es esencial dominar los fundamentos y anticiparse: «¿Cómo voy a proceder? ¿Cuáles son los riesgos potenciales?».
Una buena preparación es la clave del éxito:
- Elija un material de aportación compatible con sus metales base.
- Ajuste la intensidad y la tensión de su equipo de soldadura en función del espesor y del tipo de material.
- Anticipe los movimientos que debe realizar según la posición de soldadura.
La soldadura es una técnica más compleja de lo que parece, que exige una preparación rigurosa.
Tipos de cordones
La forma de sujetar y mover la antorcha define la soldadura final. Los principios de manipulación son similares, ya se suelde con electrodo revestido (SMAW), con MIG o con TIG.
Definiciones:
- La soldadura con electrodo revestido (SMAW) utiliza un electrodo consumible recubierto de fundente para crear un arco. Es un proceso manual, ideal para grandes espesores como el acero, que produce una escoria protectora.
- La soldadura MIG (GMAW) utiliza un hilo-electrodo continuo, que se alimenta a través de una antorcha bajo protección gaseosa, para soldaduras rápidas y limpias en metales de bajo a medio espesor.
- La soldadura TIG (GTAW) emplea un electrodo no consumible de tungsteno y un gas inerte para soldaduras manuales de alta precisión y gran calidad, especialmente en materiales finos o exigentes.
Aunque cada proceso requiere ligeros ajustes, se distinguen principalmente dos técnicas para realizar los cordones: los cordones rectos y los cordones con oscilación (o de vaivén).
Cordones rectos
Un cordón recto se realiza mediante un movimiento rectilíneo de arrastre o de empuje de la antorcha.
El movimiento lateral es casi inexistente.
Al arrastrar (hacia atrás), la antorcha se inclina hacia el baño de fusión ya depositado. Esta técnica aumenta la penetración y produce soldaduras sólidas.
La técnica de empuje (hacia adelante) se prefiere para metales finos o sensibles al calor, así como para ciertas soldaduras en posición vertical.
Consiste en inclinar la antorcha hacia adelante, en la dirección de avance. El aporte de calor es menos concentrado, lo que permite que la soldadura se solidifique más rápidamente.
Por otro lado, la penetración es menor que con la técnica de arrastre.
Los cordones rectos funcionan en todas las posiciones. Se mantienen estrechos.
Es crucial asegurar una buena fusión en los bordes del cordón (en los pies de la soldadura). Una velocidad de avance lenta permite que el baño de fusión “moje” bien los bordes de la junta. Un movimiento lateral muy ligero puede ayudar a veces.
Atención: un movimiento demasiado amplio lo transformaría en un cordón con oscilación.
Cordones con oscilación
La técnica del cordón con oscilación, o de vaivén, consiste en imprimir a la antorcha un movimiento lateral a lo largo de la junta, formando un patrón que puede parecerse a un zigzag.
Existen numerosos patrones de oscilación posibles:
- Zigzags (convexos, cóncavos, en arabesco),
- Oscilación en triángulo,
- Oscilación en escalera,
- Oscilación en dientes de sierra.
La oscilación sirve sobre todo para controlar el aporte de calor y el relleno:
- Hacer una pausa en los bordes asegura una buena fusión y previene las socavaciones.
- Cruzar rápidamente el centro permite mantener un perfil de cordón plano y evitar un sobreespesor excesivo.
Ciertos patrones responden a necesidades precisas:
- La oscilación en triángulo: Ideal para la soldadura en posición vertical ascendente. Crea una especie de “soporte” que retiene el baño de fusión contra la gravedad.
- La oscilación en semicírculo: Se utiliza para ajustar el aporte de calor. Una oscilación hacia delante del baño de fusión lo enfría, mientras que una oscilación hacia atrás aumenta la temperatura.
En posición sobre cabeza, la oscilación es difícil pero eficaz, y permite ahorrar tiempo en comparación con la realización de varios cordones rectos.
Movimiento en soldadura con electrodo revestido: el latigueo
Para una soldadura en bisel en V con separación en la raíz, la técnica de referencia con un electrodo revestido es el movimiento de «latigueo».
Generalmente se realiza con un electrodo E6010 o E6011.
El objetivo es obtener una penetración completa en la raíz. Al avanzar con el electrodo en la separación, se forma un ojo de cerradura (keyhole) en la parte delantera del baño de fusión.
Este orificio es el indicador visual de una buena fusión de ambos bordes en la raíz de la junta.
Su principal desafío es dominar el tamaño de este ojo de cerradura. Si se agranda demasiado, corre el riesgo de perforar el metal.
Para controlarlo, se retira rápidamente el electrodo del baño de fusión con un breve movimiento hacia arriba.
Esta acción enfría el baño, lo que reduce el ojo de cerradura y permite que la soldadura se solidifique justo detrás. A continuación, hay que volver a sumergir inmediatamente el electrodo en el baño para continuar con la deposición de metal.
La frecuencia del movimiento de latigueo depende del aporte de calor.
Se puede empezar sin latigueo y luego acelerar el movimiento a medida que el calor se acumula en la pieza.
Técnica TIG: el balanceo de la tobera
Para las pasadas de raíz de alta precisión, especialmente en tuberías, se suele preferir la soldadura TIG.
La técnica empleada es entonces la del «balanceo de la tobera».
En lugar de oscilar con la muñeca, el soldador balancea la tobera de cerámica de la antorcha de un borde a otro del bisel.
Este movimiento permite crear un cordón de una regularidad y limpieza ejemplares.
Defectos comunes a conocer
Como hemos visto, el dominio de estas técnicas es esencial para obtener juntas sólidas. Un mal control, por el contrario, conduce inevitablemente a defectos que debilitan la soldadura.
Defectos como la porosidad, las socavaciones o un sobreespesor excesivo pueden comprometer la seguridad y la durabilidad de los conjuntos mecánicos.
Ya hemos publicado una guía completa sobre el control de calidad en soldadura que cubre la mayoría de los defectos que puede encontrar en la práctica.
Aunque este tema merecería un artículo por sí solo, a continuación exponemos algunos defectos comunes directamente relacionados con las técnicas que acabamos de ver:
Socavación: Se trata de un surco excavado en el metal base, a lo largo de los bordes de la soldadura. La causa más frecuente es una velocidad de avance excesiva o la ausencia de pausa en los bordes durante una oscilación. El arco excava el metal base, pero se avanza demasiado rápido para que el baño de fusión llene este hueco.
Prevención: Haga una breve pausa en cada borde de su oscilación. Esto permite que el baño de fusión llene bien la junta y asegura una transición suave entre el cordón y el metal base.
Sobreespesor excesivo (abombamiento elevado): Este defecto, también llamado convexidad excesiva, corresponde a una acumulación de metal en el centro del cordón. Resulta directamente de una velocidad de oscilación demasiado lenta en el centro de la junta. Esta acumulación de material crea una concentración de tensiones en los pies de la soldadura, lo que fragiliza el conjunto.
Prevención: Acelere su velocidad de oscilación al cruzar el centro de la junta. El objetivo es obtener una superficie de soldadura plana o muy ligeramente abombada (convexa).
Penetración incompleta: Este defecto aparece cuando el metal depositado no alcanza el fondo de la junta (la raíz), dejando una zona no soldada. Las causas suelen ser una intensidad de corriente demasiado baja, una velocidad de avance demasiado rápida o una mala técnica en la pasada de raíz (por ejemplo, la ausencia de ojo de cerradura).
Prevención: Verifique que sus parámetros de soldadura son correctos y, para la pasada de raíz, concéntrese en mantener un ojo de cerradura estable y constante.
Porosidad: Se trata de pequeñas cavidades (burbujas de gas) atrapadas en el metal solidificado. La porosidad se debe a una contaminación, ya sea por el aire ambiente (longitud de arco demasiado grande) o por impurezas presentes en el metal base (aceite, humedad, óxido).
Prevención: Mantenga una longitud de arco corta y asegúrese de siempre trabajar sobre un metal base limpio y seco, con consumibles también exentos de humedad.
Conclusión
Realizar un cordón de soldadura de calidad es un arte que exige técnica; no se trata simplemente de “pegar” dos piezas con metal fundido.
Hemos visto que los cordones rectos son ideales para soldaduras estrechas y penetrantes, mientras que los cordones con oscilación permiten controlar el calor y rellenar juntas más anchas.
El éxito de una oscilación se basa en un ritmo preciso: hacer una pausa en los bordes para evitar las socavaciones y acelerar en el centro para prevenir el sobreespesor.
La correcta aplicación de este movimiento permite eliminar la mayoría de los defectos de soldadura.
Además, los procesos específicos exigen gestos únicos.
La técnica del latigueo en la soldadura con electrodo revestido es importante para controlar el ojo de cerradura y garantizar una penetración completa en la raíz.
Para trabajos de alta precisión, el “balanceo de la tobera” en TIG ofrece una regularidad inigualable.
Cada una de estas técnicas, bien aplicada, es un arma excelente para prevenir los defectos de soldadura más comunes.
Preguntas frecuentes
¿Cuándo se debe optar por un cordón recto en lugar de uno con oscilación? Utilice un cordón recto para las juntas estrechas que solo requieren una pasada. Es perfecto para las pasadas de raíz o cuando se busca una penetración profunda y concentrada sin sobrecalentamiento. Opte por un cordón con oscilación para rellenar una junta ancha, rellenar un bisel importante o distribuir mejor el calor durante las pasadas de relleno.
¿Qué ocurre exactamente si no hago una pausa en los lados de una oscilación? No hacer una pausa en los lados (los “pies” de la soldadura) crea una socavación. Este defecto se forma porque el arco excava el metal base, pero el movimiento demasiado rápido no da tiempo a que el metal de aportación llene este surco. Esto crea una zona de debilidad en el borde de la soldadura. Esta pausa es, por tanto, esencial para asegurar una fusión completa y una transición perfecta con el metal base.
¿Qué es un «ojo de cerradura» en la soldadura con electrodo revestido y por qué es tan importante para una pasada de raíz? El ojo de cerradura es el pequeño orificio que se forma en la parte delantera del baño de fusión durante una pasada de raíz en una junta abierta. Es su confirmación visual de que está obteniendo una penetración completa: confirma que está fusionando las dos piezas en todo su espesor en la raíz de la junta. Dominar su tamaño con la técnica de “latigueo” es primordial: si es demasiado grande, perfora el metal, y si se cierra, la penetración es incompleta.
¿Cuál es la principal diferencia entre el movimiento de «latigueo» y la técnica del «balanceo de la tobera»? Son técnicas propias de dos procesos de soldadura distintos. El latigueo es un movimiento de muñeca utilizado en la soldadura con electrodo revestido (SMAW), principalmente con electrodos E6010/E6011, para controlar el calor y la penetración en la pasada de raíz. El balanceo de la tobera es una técnica mecánica propia de la soldadura TIG (GTAW). Se utiliza la tobera de cerámica de la antorcha como un pivote para hacerla bascular de un borde a otro de la junta. Esto crea un barrido de una extrema regularidad, ideal para las soldaduras críticas en tuberías.
Obtengo un bulto alto y redondeado en medio de mis cordones con oscilación. ¿Qué estoy haciendo mal? Se está moviendo demasiado lento en el centro de su oscilación. Este defecto, llamado sobreespesor excesivo (o convexidad excesiva), se produce cuando deposita demasiado metal de aportación en el centro de la junta. La solución: mantenga su tiempo de pausa en los bordes, pero cruce el centro más rápidamente. El objetivo es obtener un cordón plano o apenas abombado.
¿Qué normas de calidad guían la inspección de los cordones de soldadura? La inspección se guía por normas que dependen del sector y de la aplicación. Entre las más comunes en Estados Unidos se encuentran la AWS D1.1 (construcción metálica), la ASME Section IX (recipientes a presión) y la API 1104 (oleoductos y gasoductos). A nivel internacional, la norma de referencia es la ISO 5817.
