ELECTRODO CON NUCLEO DE FUNDENTE AÜTOPROTEGIDO La invención se refiere en general al campo de soldadura y más particularmente se dirige a electrodos útiles para unir metales diferentes y/o para depositar capas amortiguadoras en acero al carbón y/o acero de baja aleación . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el campo de soldadura de arco, los tres (3) tipos principales de soldadura de arco, son soldadura de arco sumergido (SAWJ = sumerged are elding) soldadura de arco con metal protegido (SMA = shielded metal are welding) y soldadura de arco con núcleo de fundente (FCAW = flux-cored are welding) . En soldadura de arco sumergido, se produce coalescencia al calentar con un arco eléctrico entre un electrodo de metal desnudo y el metal que se trabaja. La soldadura se cubre con un material granular o fusible o fundente. La operación de soldadura se inicia al impactar un arco por debajo del fundente para producir calor para fundir el fundente circundante, de manera tal que forme un depósito conductor de sub-superficie, que se mantiene fluido por el flujo continuo de corriente. El extremo del electrodo y la pieza de trabajo directamente por debajo que se funden, y el metal de relleno fundido se deposita desde el electrodo sobre el trabajo. El metal con relleno fundido se desplaza el depósito de fundente y forma la soldadura. En soldadura de arco con metal protegido, la protección se produce por un revestimiento de fundente en lugar de una capa granular suelta del fundente. El electro con núcleo de fundente, el fundente está contenido dentro del forro del metal . En el arte de soldadura, se ha dedicado mucho esfuerzo previo en desarrollar composiciones de fundente del tipo que tienen componentes de fundente predeterminados, pretendidos para desempeñarse en forma más predeterminada. Una gran cantidad de composiciones se han desarrollado para utilizar como fundentes en soldaduras de arco tanto para uso en general como fundentes de soldadura y para uso como un revestimiento en un núcleo metálico o dentro de un forro. Se utilizan fundentes en soldadura de arco para controlar la estabilidad de arco, modificar la composición de metal de soldadura y proporcionar protección de la contaminación atmosférica. La estabilidad de arco se controla comúnmente al modificar la composición del fundente. Por lo tanto, es conveniente el tener sustancias que funcionen bien como portadores de carga de plasma en la mezcla del fundente. Los fundentes también modifican la composición de metal de soldadura, al producir impurezas en el metal más fácilmente fusible y proporcionar sustancias con las cuales pueden combinarse estas impurezas de preferencia al metal para formar escoria. Otros materiales pueden agregarse para reducir el punto de fusión de escoria y mejorar la fluidez de la escoria y servir como aglutinantes para las partículas de fundente. Electrodos revestidos y electrodos con núcleo se emplean comúnmente en soldadura de arco eléctrico de metales base de acero. Estos electrodos en general producen soldaduras de alta resistencia en un solo paso y múltiples pasos a altas velocidades de soldadura. Estos electrodos se formulan para proporcionar un cordón de soldadura sólido, substancialmente no poroso con resistencia a la tracción, ductilidad y resistencia al impacto para satisfacer el uso final deseado de diversas aplicaciones. Los electrodos también se formulan para minimizar las calidades de escoria generada durante un procedimiento de soldadura. La escoria después de un procedimiento de soldadura se retira para proporcionar una superficie limpia que, si se desea, posteriormente puede tratarse (por ejemplo pintarse, revestirse) para mejorar la apariencia, inhibir la corrosión, etc. Los electrodos con núcleo se emplean cada vez más como una alternativa a alambre de soldadura sólido, para mejorar la productividad en fabricación estructural. Los electrodos núcleo tienen un forro de metal y un núcleo que contiene una composición de diversos materiales. Los electrodos con núcleo típicamente proporcionan velocidades de deposición de soldadura incrementadas y producen perfiles de penetración más amplios y más consistentes que muchos alambres sólidos. Los electrodos con núcleo también típicamente generan menos vapores y salpicadura, proporcionan mejorada estabilidad de arco y producen depósitos de soldadura con características de humectación mejoradas en comparación con muchos alambres sólidos. Un tipo de operación de soldadura que ha presentado muchos retos es la soldadura de metales diferentes. Debido a las diferentes composiciones de los metales, la soldadura formada entre estos dos metales se expone a grandes tensiones que resultan comúnmente en la formación de fisuras. Estas tensiones se deben en parte a las diferentes propiedades físicas de los metales (por ejemplo, coeficiente de expansión térmica, conductividad térmica, capacidad de endurecimiento, resistencia a la cedencia, elongación, etc. Otro tipo de operación de soldadura que presenta retos es el recubrimiento con metal duro de acero al carbón y acero de baja aleación, con carburo de cromo. Se forman comúnmente fisuras en estas operaciones de recubrimiento con metal duro debido a la difusión de hidrógeno en el acero de alta fusión de hidrógeno en el acero de alto contenido de carbón durante la operación recubrimiento con metal duro y también debido a fisuras que se forman en el carburo de cromo que se propaga en el acero de alto contenido de carbón. En vista del presente estado de la técnica de soldadura de metales diferentes y recubrimiento de metal duro en acero al carbón y en acero de baja aleación, hay necesidad por un electrodo de soldadura que tiene que utilizarse para reducir la incidencia de fisuración en estos procedimientos de soldadura y recubrimiento con metal duro . COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a electrodos de soldadura y más particularmente a un electrodo de soldadura que puede utilizarse para formar un cordón de soldadura entre metales diferentes y reducir la incidencia de fisuras de este cordón de soldadura. La presente invención se refiere también o en forma alterna a la deposición de capas amortiguadoras en acero para reducir incidencias de fisuras en este acero durante y/o después del recubrimiento para metal duro de este acero. El electrodo de la presente invención se dirige particularmente a electrodos con núcleo que tienen un forro de metal que circunda la composición de relleno en el núcleo del forro y se definirá con referencia particular a esto; sin embargo puede apreciarse que otros tipos de electrodos pueden ser utilizados. El electrodo con núcleo de la presente invención tiene una composición de relleno que incluye un sistema de escoria y un sistema de aleación de metal que deposita una composición de alto contenido de magnesio de resistencia a la fisura que es particularmente útil para soldar unidos metales diferentes y para depositar capas amortiguadoras en aceros al carbón y aceros de baja aleación. La soldadura formada por el electrodo de la presente invención puede utilizarse para formar recubrimientos de superficie de duros, resistentes y a prueba de impacto y que son especialmente útiles para conectar y/o reparar rieles de metal. El electrodo de la presente invención también puede utilizarse para formar capas amortiguadoras en recubrimientos de superficie en materiales que contienen acero al carbón, difíciles de soldar y aceros al manganeso. El electrodo de la presente invención también puede emplearse para soldar uniendo entre sí aceros al manganeso. El electrodo de la presente invención además puede emplearse para soldar aceros inoxidables y termo-resistentes y aceros moldeados con temperaturas de trabajo de hasta 300°C. El metal de soldadura formado por el electrodo de la presente invención tiene una dureza de aproximadamente 150-300 HB y fraguado en frió por esfuerzo mecánico de aproximadamente 275-400 HB. En un aspecto de la presente invención, el electrodo de la presente invención puede ser un electrodo de auto blindaje. Como tal, se requiere poco o nada de gas de blindaje cuando se utiliza el electrodo. Puede apreciarse que puede ser utilizado un gas de blindaje. Si este gas de blindaje se emplea, el gas de blindaje se utiliza en conjunto con el electrodo para proporcionar protección al cordón de soldadura o capas amortiguadoras contra elementos y/o compuestos en la atmósfera. El gas de blindaje en general incluye uno o más gases. Estos uno o más gases, en general son inertes o substancialmente inertes respecto a la composición del cordón de soldadura o capa amortiguadora. El gas de blindaje puede incluir, pero no está limitado a gas de blindaje C02, o gas de blindaje en mezcla de C02 en argón, en donde C02 constituye aproximadamente 2-40 por ciento de la mezcla. En una modalidad no limitante de la invención, cuando se utiliza un gas de blindaje mezclado, el gas de blindaje incluye 5 a 25 por ciento de volumen de dióxido de carbono y el resto argón. Como puede apreciarse, pueden ser utilizados otros gases y/o adicionales inertes o substancialmente inertes.
En otro aspecto y/o alterno de la presente invención, el electrodo con núcleo incluye un forro de metal que se forma primordialmente a partir de hierro (por ejemplo acero al carbón, acero de bajo contenido de carbón, acero inoxidable, acero de baja aleación, etc.); sin embargo, el forro de metal puede incluir otros metales tales como, pero no limitados a aluminio, antimonio, bismuto, boro, carbono, cromo, cobalto, cobre, plomo, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, silicio, azufre, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, zinc y/o circonio. En una modalidad no limitante de la invención, el forro de metal incluye primordialmente hierro y uno o más otros elementos tales como, pero no limitados a, carbono, cromo, cobre, manganeso, molibdeno, niquel y/o silicio. En otra modalidad no limitante de la invención, el contenido de hierro del forro de metal es cuando menos aproximadamente 80 por ciento en peso. Todavía en otra modalidad no limitante de la invención, el forro del electrodo con núcleo incluye acero de bajo contenido de carbón. Todavía en otra modalidad no limitante de la invención, el forro del electrodo con núcleo incluye un forro de acero inoxidable (por ejemplo 304, 304L, 314, etc.). Cuando la composición de relleno se incluye en el electrodo con núcleo, la composición de relleno típicamente constituye cuando menos aproximadamente 1 por ciento en peso del peso total de electrodo, y no más que aproximadamente 55 por ciento en peso del peso total de electrodo, y típico de aproximadamente 10 a 50 por ciento en peso del peso de electrodo total, y más típicamente aproximadamente 30 a 48 por ciento en peso del peso total de electrodo, y todavía más típicamente aproximadamente 25 a 45 por ciento en peso del peso total de electrodo. En una modalidad no limitante de la invención, la composición de relleno del electrodo con núcleo tiene un superior por ciento en peso cuando el forro se forma de un acero de bajo contenido de carbón. En un ejemplo no limitante particular, la composición de relleno del electrodo con núcleo en un forro de acero suave de bajo contenido de carbón es de aproximadamente 30 a 50 por ciento en peso del electrodo total, típicamente aproximado de 35 a 48 por ciento en peso del electrodo total y más típicamente aproximado 40 a 46 por ciento en peso del electrodo total. En otro ejemplo no limitante particular, la composición de relleno del electrodo con núcleo en un forro de acero inoxidable es aproximadamente 10 a 30 por ciento en peso del electrodo total, típicamente aproximado 12-28 por ciento en peso del electrodo total y más típicamente aproximadamente 20-26 en peso del electrodo total.
En aspecto aún adicional y/o alterno de la presente invención el electrodo con núcleo incluye una composición de relleno y forro de metal que forma un depósito de metal que tiene un alto contenido de magnesio. En una modalidad no limitante de la invención, la deposición de metal del electrodo de la presente invención incluye cuando menos aproximadamente 4 por ciento en peso de manganeso, al menos aproximadamente 5 por ciento en peso de níquel y al menos aproximadamente 12 por ciento en peso de cromo. En un aspecto no limitante en particular de esta modalidad, la composición de metal del electrodo de la presente invención incluye al menos aproximadamente 4.5 por ciento en peso de manganeso, al menos aproximadamente 7 por ciento en peso de níquel y al menos aproximadamente 17 por ciento en peso de cromo. En otro aspecto no limitante particular de esta modalidad, la deposición de metal del electrodo de la presente invención incluye aproximadamente 4.5-7.5 por ciento en peso de manganeso, aproximadamente 7-10 en peso de níquel, aproximadamente 17-20 por ciento en peso de cromo, hasta aproximadamente 0.2 por ciento en peso de carbono, hasta aproximadamente 0.3 por ciento en peso de cobre, hasta aproximadamente 0.3 por ciento en peso de molibdeno, hasta aproximadamente 0.035 por ciento en peso de fósforo, hasta aproximadamente 1.2 por ciento en peso de silicio, y hasta aproximadamente 0.025 por ciento en peso de azufre. En otra modalidad no limitante de la invención, la deposición de metal del electrodo de la presente invención tiene una composición que satisface la norma de ISO 17633 clase 18 8 Mn. Todavía en otro aspecto y/o alterno de la presente invención, el electrodo de la presente invención incluye una composición de relleno que tiene un sistema de escoria que mejora la o las capas de una composición de relleno que tiene un sistema de escoria que mejora la o las capas de soldadura o la o las capas de amortiguador formadas por el electrodo. El uno o más agentes formadores de escoria en la composición de relleno también cuando menos protegen parcialmente el cordón de soldadura formado o las capas de amortiguador depositadas de la atmósfera. La composición de relleno típicamente incluye uno o más agentes de formación de aleación de metal, seleccionados para cuando menos corresponder cercanamente la composición de metal de soldadura deseada y/o para obtener las propiedades deseadas del cordón de soldadura formado. Los componentes de la composición de relleno pueden incluir uno o más óxidos de metal (por ejemplo óxido de aluminio, óxido de boro, óxido de calcio, óxido de cromo, óxido de hierro, óxido de magnesio, óxido de niobio, óxido de potasio, óxido de silicio, óxido de sodio, óxido de estaño, óxido de titanio, óxido de vanadio, óxido de circonio, etc.) -uno o más carbonatos de metal, (por ejemplo carbonato de calcio, etc. ) uno o más fluoruros de metal (por ejemplo fluoruro de bario, fluoruro de bismuto, fluoruro de calcio, fluoruro de potasio, fluoruro de sodio, teflon, etc.) y/o uno o más agentes de aleación de metal (por ejemplo aluminio, antimonio, bismuto, boro, calcio, carbono, cromo, cobalto, cobre, hierro, plomo, manganeso, molibdeno, níquel, niobio, silicio, azufre, estaño, titanio, tungsteno, vanadio, zinc, circonio, etc.) . En una modalidad no limitante de la invención, el sistema de escoria de la composición de relleno constituye al menos aproximadamente 1 por ciento en peso del electrodo, típicamente menos que 30 por ciento en peso del electrodo, más típicamente 3 a 20 por ciento en peso aproximado del electrodo y aún más típicamente 7 a 14 por ciento en peso aproximado del electrodo. En otra modalidad no limitante de la invención, el sistema de escoria de la composición de relleno tiene un por ciento en peso menor que el contenido de aleación de metal de la composición de relleno. En un aspecto no limitante de esta modalidad, la composición en por ciento en peso del contenido de aleación de metal al contenido de sistema de escoria es cuando menos aproximadamente 1.5:1, típicamente cuando menos aproximadamente 1.75:1, más típicamente 31.9-5.5:1, y aún más típico de aproximadamente 2-4:1. El sistema de escoria de la composición de relleno se utiliza para cuando menos proporcionar parcialmente protección al metal de soldadura o capa amortiguadora durante y/o después de un procedimiento de deposición y/o para facilitar un procedimiento de deposición particular. Todavía en otra modalidad no limitante de la invención, el sistema de escoria incluye cuando menos un agente protector de deposición. En un aspecto no limitante de esta modalidad, al menos uno de los agentes de protección de deposición incluye un compuesto generador de gas que genera un gas de protección o blindaje durante la operación de deposición de metal. El compuesto generador de gas es un generador de gas en general se descompone durante la operación de soldadura y libera un gas que al menos protege parcialmente el metal de soldadura o capas amortiguadoras (por ejemplo compuestos generadores de CO2 compuestos generadores de fluoruro, etc.). El gas liberado o desprendido tiene el efecto de reducir la presión parcial del nitrógeno en el ambiente de arco, de manera tal que la represión de nitrógeno en el gas depositado se reduzca. Excesivo nitrógeno en el metal depositado puede llevar a porosidad adversa en el metal depositado, que puede comprometer las propiedades físicas y apariencia del metal depositado. El gas liberado también o en forma alterna puede depurar la humedad de la región de arco, de esta manera reduciendo la cantidad de absorción de hidrógeno por el metal depositado. Al reducir la humedad respecto al metal depositado, una cantidad reducida de hidrógeno del agua se absorbe en el metal depositado, de esta manera reduciendo la porosidad del metal depositado. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, el compuesto generador de gas incluye un compuesto generador de fluoruro (por ejemplo CaF2, K3AlFg, etc.) . En una formulación no limitante, el uno o más compuestos generadores de fluoruro constituyen una mejoría de los compuestos generadores de gas. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, el compuesto generador de gas constituye al menos aproximadamente 0.1 por ciento en peso del electrodo, típicamente en forma aproximada 0.2 a 5 por ciento en peso del electrodo, más típico aproximadamente 0.4-2 por ciento en peso del electrodo y aún más típico aproximadamente 0.6-1.4 por ciento en peso del electrodo. El compuesto generador de gas también en forma alterna constituye cuando menos aproximadamente 1 por ciento en peso del sistema de escoria, típico de aproximadamente 2 a 40 por ciento en peso del sistema de escoria, más típico aproximadamente 4 a 18 por ciento en peso del sistema de escoria, y todavía más típico aproximadamente 8 a 12 por ciento en peso del sistema de escoria. En todavía otra modalidad no limitante de la invención, el sistema de escoria incluye cuando menos un agente de carga que se utiliza para cubrir y proteger las capas de metal depositadas de la atmósfera, hasta que las capas depositadas se hayan solidificado cuando menos parcialmente. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, el agente de carga incluye un óxido de metal (por ejemplo, TÍO2, etc.) . En una formulación no limitante, óxido de titanio constituye una mayoría del agente de carga. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad el agente de carga constituye cuando menos aproximadamente 1 por ciento en peso del electrodo, típicamente aproximadamente 1.5 a 8 por ciento en peso aproximado del electrodo, más típico 2 a 6 por ciento en peso aproximado del electrodo y todavía más típico 3.5-5 por ciento aproximado del electrodo. El agente de carga también o en forma alterna constituye cuando menos aproximadamente 20 por ciento en peso del sistema de escoria, típicamente aproximado de 25 a 90 por ciento en peso del sistema de escoria, más típico aproximadamente 30 a 60 en peso del sistema de escoria y todavía más típico de aproximadamente 40 a 75 por ciento en peso del sistema de escoria. Todavía en otra modalidad no limitante de la invención, el sistema de escoria incluye cuando menos un agente de dispersión de escoria, agente de estabilización de arco, agente de remoción de escoria y/o agente de deposición de superficie. El agente de humectación de escoria, cuando se utiliza, facilita el asegurar que la escoria cubra completamente el metal depositado para proteger el metal depositado de la atmósfera hasta que las capas del metal depositado se han solidificado cuando menos parcialmente y/o para facilitar la aparición del metal depositado. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad el agente de dispersión de escoria incluye un óxido de metal (por ejemplo Si02, AI2O3, etc.). En una formulación no limitante, el dióxido óxido de silicio constituye una mayoría del agente de humectación de escoria. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, el agente de humectación de escoria constituye cuando menos aproximadamente 0.1 por ciento en peso del electrodo, típico de aproximadamente 0.2 a 6 por ciento en peso del electrodo, más típico aproximado 0.5 a 5 por ciento en peso del electrodo y todavía más típico de aproximadamente 1-4 por ciento en peso aproximado del electrodo. La humectación de escoria también en forma alterna constituye cuando menos aproximadamente 10 por ciento en peso del sistema de escoria, típico a aproximadamente 15 a 60 por ciento en peso del sistema -de escoria, más típico aproximadamente 20 a 40 por ciento en peso del sistema de escoria y todavía más típico aproximadamente 20 a 35 por ciento en peso del sistema de escoria. El agente de estabilización, cuando se utiliza, facilita producir un arco silencioso que minimiza la salpicadura. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, el agente de estabilización incluye un óxido de metal (por ejemplo, K20, Na20, Ti02, etc.) . En una formulación no limitante, óxido de potasio y/o sodio constituye una mayoría del agente de estabilización. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, el agente de estabilización (excluyendo un agente de carga tal como Ti02 que tiene cierto grado limitado de efectos de estabilización de arco) constituye aproximadamente 0.1 por ciento en peso del electrodo, típicamente aproximadamente 0.2 a 4 por ciento en peso del electrodo, más típico aproximadamente 0.3-3.5 por ciento en peso del electrodo y todavía más típico aproximadamente 0.5 a 2.5 en peso del electrodo. El agente de estabilización (excluyendo un agente de carga tal como Ti02 que tiene cierto grado limitado de efectos de estabilización de arco) también en forma alterna constituye cuando menos aproximadamente 1.5 por ciento en peso del sistema de escoria, tipico de aproximadamente 2 a 40 por ciento en peso del sistema de escoria, más tipico aproximadamente 5 a 20 por ciento en peso del sistema de escoria y todavía más típico de aproximadamente 15 por ciento en peso del sistema de escoria. El agente de deposición de superficie, cuando se utiliza, contribuye al brillo y apariencia de superficie total del metal depositado. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, el agente de deposición de superficie incluye un óxido de metal (por ejemplo, AI2O3, Na20, K20, etc.) . En una formulación no limitante, óxido de aluminio constituye una mayoría del agente de deposición de superficies. En un aspecto no limitante particular de esta modalidad, la deposición de superficie constituye cuando menos aproximadamente 0.1 por ciento en peso del electrodo, típicamente 0.2 a 4 por ciento en peso aproximado del electrodo, más típico de aproximadamente 0.3 a 3.25 por ciento en peso del electrodo y todavía más típico aproximadamente 0.4-1.8 por ciento en peso del electrodo. El agente de deposición de superficie también en forma alterna constituye cuando menos aproximadamente 1.6 por ciento en peso del sistema de escoria, típico de aproximadamente 2 a 35 por ciento en peso del sistema de escoria, más típico de aproximadamente 6-22 por ciento en peso del sistema de escoria y todavía más típicamente 8 a 16 por ciento en peso aproximado del sistema de escoria. El agente de remoción de escoria cuando se utiliza, contribuye a la fuerza de remoción de la escoria en y/o alrededor del metal depositado. En un aspecto no limitante en particular de esta modalidad, el agente de deposición de superficie incluye un óxido de metal (por ejemplo, Na20, K20, etc.). El sistema de escoria también incluye agentes que incrementan y/o disminuyen la viscosidad de la escoria y/o reducen la producción de vapores . Un objetivo primario de la invención es proporcionar una deposición de metal y un proceso para formar esta deposición de metal que mejora la soldadura de metales distintos, metales de alto contenido de manganeso y/o mejora el recubrimiento con metal duro o recubrimiento de superficie de acero con bajo contenido de carbón y/o aceros de baja aleación. Otro y/o alterno objeto de la presente invención es el proporcionar una deposición de metal y un proceso para formar dicha deposición de metal que satisface la norma ISO 17633 clase 18 8 Mn. Todavía otro y/o alterno objeto de la presente invención es el proporcionar una deposición de metal y un proceso para formar dicha deposición de metal, que utiliza un electrodo con núcleo de fundente que forma una deposición de metal que satisface la norma ISO 17633 clase 18 8 Mn. Todavía otro y/o alterno objeto de la presente invención es el proporcionar una deposición de metal y un proceso para formar dicha deposición de metal, que utiliza un electrodo con núcleo de fundente que tiene un sistema de escoria que facilita la formación de deposición de metal que satisface la norma ISO 17633 clase 18 8 Mn. Aún otro y/o alterno objeto de la presente invención es el proporcionar una deposición de metal y un proceso para formar dicha deposición de metal, que utiliza un electrodo con núcleo de fundente que tiene un sistema de escoria que es un sistema de auto blindaje. Estos y otros objetivos y ventajas serán aparentes de la discusión de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a un electrodo con núcleo de fundente mejorado que se formula específicamente para soldar entre sí metales distintos o para formar capas amortiguadoras en aceros al carbón y aceros de baja aleación. El electrodo con núcleo de fundente incluye un sistema de escoria novedoso que permite al ser utilizado el electrodo con núcleo de fundente con o sin un gas protector. Si un gas protector o de blindaje se emplea, el gas de blindaje típicamente es dióxido de carbono o una mezcla de argón-dióxido de carbono que incluye aproximadamente 18-25% de dióxido de carbono . El electrodo con núcleo de fundente se formula para depositar una composición de acero inoxidable, de alto contenido de manganeso, resistente a figuración, que es particularmente útil para unir metales distintos y para depositar capas amortiguadoras en acero al carbón y aceros de baja aleación. El electrodo con núcleo de fundente típicamente tiene un forro de acero suave de bajo contenido de carbón o un forro de acero inoxidable. Cuando se utiliza un forro de acero suave de bajo contenido de carbón, el forro típicamente contiene aproximadamente 40-60 por ciento en peso del electrodo con núcleo de fundente y más típico aproximadamente 55 por ciento en peso del electrodo con núcleo de fundente. Cuando un forro de acero inoxidable tal como 304L se utiliza, el forro típicamente comprende 60 a 80 pox ciento en peso aproximado del electrodo con núcleo de fundente y más típico aproximadamente 75 por ciento en peso aproximado del electrodo con núcleo de fundente. El metal depositado del electrodo con núcleo de fundente típicamente tiene una composición que satisface la norma ISO 17633 bajo la clasificación 18 8 Mn. En general, el metal depositado tiene la siguiente composición general en por ciento en peso.
Carbono 0. 2 máx. Cromo 17 -20 Cobre 0. 3 máx. Manganeso 4. 5-7.5 Molibdeno 0. 3 máx. Níquel 7-¦10 Fósforo 0. 035 máx Silicio 1. 2 máx . Azuf e 0. 025 máx
El electrodo con núcleo de fundente incluye una composición de relleno que mejora la deposición del metal sobre una pieza de trabajo y facilita la obtención de la composición de metal depositada deseada. La composición de relleno típicamente incluye en por ciento en peso del electrodo, aproximadamente 5-15 por ciento en peso del sistema de escoria, y el resto agentes de aleación. En una modalidad especifica, la composición de relleno constituye aproximadamente 20-50 por ciento en peso por electrodo e incluye, en por ciento en peso del electrodo, aproximadamente 8 a 12 por ciento en peso del sistema de escoria y el resto agentes de aleación. Una composición general del sistema de escoria incluye en por ciento en peso de electrodos:
Agente de carga 1-10% Compuesto generador de 0.05-6% gas Agente de humectación de 0.05-7% escoria Agente de estabilización 0-5% Agente de deposición de 0-5% superficie
En otra composición general del sistema escoria incluye, en por ciento en peso de electrodos:
Agente de carga 2-9% Compuesto generador de 0.1-5% gas Agente de humectación de 0.1-6% escoria Agente de estabilización 0.1-4% Agente de deposición de 0-4% superficie Todavía en otra composición general del sistema de escoria incluye, en por ciento en peso de electrodos:
Óxido de titanio 2-6% Compuesto de generación de 0.4-2% fluoruro Dióxido de silicio 0.2-5% Compuesto de potasio/sodio 0.2-4% Óxido de aluminio 0-4%
En una composición no limitante especifica del sistema de escoria incluye, en por ciento en peso de electrodos :
Dióxido de titanio 4.3% CaF2 más K3A1F6 1% Dióxido de silicio 2% Óxido de potasio y sodio 0.83% Óxido de aluminio 0.95 las funciones de los componentes del sistema de escoria especifico establecido anteriormente se establecen a continuación; sin embargo, se apreciará que las funciones discutidas se consideran funciones no las funciones actuales o completas de estos componentes.
El óxido de titanio en el sistema de escoria proporciona primordialmente de carga a la escoria, de manera tal que la escoria puede cubrir el metal depositado. El óxido de titanio también facilita estabilización de arco. Como puede apreciarse, pueden emplearse otros o adicionales agentes de carga. Los compuestos de fluoruro proporcionan las características de generación de gas del sistema de escoria. Los compuestos de fluoruro (por ejemplo, CaF2, K3AIF6 etc.) típicamente cuando menos evaporan parcialmente en el arco eléctrico durante soldadura, de esta manera formando una barrera de gas respecto a la región del metal depositado del electrodo. Como puede apreciarse, puede ser utilizado otros y adicionales compuestos generadores de gas. Esta barrera de gas reduce la presión parcial del nitrógeno en el ambiente respecto al metal depositado fundido, de esta manera reduciendo la cantidad de recolección de nitrógeno por el metal depositado. La cantidad reducida de nitrógeno en el metal depositado reduce la cantidad de porosidad en el metal depositado, de esta manera mejorando las propiedades físicas y apariencia del metal depositado. La barrera de gas también facilita el depurar la humedad de la región del arco, de esta manera reduciendo la cantidad de adsorción de hidrógeno por el metal depositado. Cantidades excesivas de hidrógeno en el metal depositado pueden provocar problemas de porosidad en el metal depositado. La humedad respecto a la región de arco es una fuente de hidrógeno. El dióxido de silicio es un metal de humectación de escoria. El dióxido de silicio facilita el provocar que la escoria cubra el metal depositado en una pieza de trabajo para mejorar la apariencia del metal depositado. Como puede apreciarse, pueden ser utilizados otros o adicionales agentes de humectación de escoria. La cantidad de dióxido de silicio en el sistema de escoria deberá ser limitada para evitar escoria tenaz, trozos de la cual virtualmente explotan durante el enfriamiento de la escoria y el metal depositado. Típicamente, el contenido de dióxido de silicio del sistema de escoria no es mayor a aproximadamente 7 por ciento en peso del electrodo, y típicamente no mayor a aproximadamente 4 por ciento del electrodo. El óxido de aluminio también asiste en la humectación de escoria. El óxido de aluminio primordialmente funciona como un agente de deposición de superficie que mejora las características vitreas del labio inferior de la cubierta de escoria en el metal depositado, de esta manera mejorando el brillo y apariencia total de superficie del metal depositado.
Como puede apreciarse, pueden ser utilizados otros o adicionales agentes de deposición de superficie (por ejemplo Na20, 3¾0, etc.). La cantidad de óxido de aluminio en el sistema de escoria, como el contenido de 'dióxido de silicio, deberá ser limitado para evitar escoria tenaz. Típicamente, el contenido de óxido de aluminio del sistema de escoria no es mayor a aproximadamente 5 por ciento en peso del electrodo y típicamente no mayor a aproximadamente 3 por ciento en peso del electrodo. Los compuestos de sodio y potasio proporcionan estabilización de arco durante la deposición de metal en una pieza de trabajo. El óxido de sodio y el óxido de potasio son los compuestos típicos empleados en el sistema de escoria. Como puede apreciarse, otros o adicionales compuestos de sodio y/o potasio pueden emplearse (por ejemplo, K2A1F6, etc.) . Como también puede apreciarse, otros o adicionales agentes de estabilización de arco pueden ser empleados (por ejemplo, Ti02, etc.) . El agente de estabilización de arco facilita producir un arco silencioso suave que genera poca salpicadura durante el proceso de deposición. Cuando se incluye óxido de sodio en el sistema de escoria, el óxido de sodio también facilita promover vidriosidad de escoria y remoción de escoria cuando la escoria y el metal de soldadura depositada se han enfriado. El óxido de sodio también facilita reducir la tenacidad de la escoria, de esta manera estabilizando la escoria conforme se enfria. La cantidad de óxido de sodio en el sistema de escoria deberá estar limitada para evitar recolección excesiva de humedad por la escoria que puede llevar a la incrementada porosidad del metal depositado. Típicamente, el contenido de óxido de sodio del sistema de escoria no es mayor a aproximadamente 4 por ciento en peso del electrodo, y más típicamente no mayor a aproximadamente 2 por ciento en peso del electrodo. El óxido de potasio, como el óxido de sodio también facilita promover la vidriosidad de la escoria y remoción de escoria cuando la escoria y el metal de soldadura depositado se ha enfriado. La cantidad de óxido de potasio en el sistema de escoria como el contenido de óxido de sodio, deberán limitarse para evitar recolección excesiva de humedad por la escoria lo que puede llevar a la porosidad incrementada del metal depositado. Típicamente, el contenido de óxido de potasio del sistema de escoria no es mayor que aproximadamente 2 por ciento en peso del electrodo y más típicamente no mayor a aproximadamente 1 por ciento en peso del electrodo. Típicamente cuando el óxido de sodio y potasio se incluyen en el sistema de escoria, el contenido de óxido de sodio es mayor que el contenido de óxido de potasio. En una modalidad no limitante, la proporción en peso del óxido de sodio al óxido de potasio en el sistema de escoria es aproximadamente 1.5-10:1, y típicamente de 4-6:1 aproximado; sin embargo pueden existir otras proporciones . Los agentes de aleación en la composición de relleno variarán dependiendo de la composición del forro de metal. Los elementos de aleación en una composición de relleno, empleados en un forro de acero suave, típicamente incluyen cromo manganeso y níquel. Los agentes de aleación también pueden incluir cobre, molibdeno y silicio. En una composición no limitante, los agentes de aleación en una composición de relleno para utilizar en un forro de acero suave de bajo contenido de carbón, incluyen en por ciento en peso de electrodo, aproximadamente 16-22 por ciento en peso de cromo, hasta aproximadamente 0.6 por ciento en peso de cobre, aproximadamente 3-9 por ciento en peso de manganeso, hasta aproximadamente 0.5 por ciento en peso de molibdeno, aproximadamente 6-12 por ciento en peso de níquel, aproximadamente 0.1-1.8 por ciento en peso de silicio, y aproximadamente 10-35 por ciento en peso de hierro. En una composición no limitante, los agentes de aleación en una composición de relleno para utilizar en un forro de acero inoxidable 304L incluyen en por ciento en peso de electrodo, hasta 5 por ciento en peso de cromo, hasta aproximadamente 0.6 por ciento en peso de cobre, aproximadamente 1 a 7 por ciento en peso de manganeso, hasta aproximadamente 0.5 por ciento en peso de molibdeno, hasta aproximadamente 3 por ciento en peso de níquel, hasta aproximadamente 0.8 por ciento en peso de silicio y aproximadamente 2-23 por ciento en peso de hierro . Como se estableció anteriormente, las aplicaciones principales de electrodo con núcleo de fundente son la unión de metales diferentes y la formación de capas amortiguadoras en acero al carbón y acero de baja aleación antes de recubrimiento con metal duro. Uniones de metales diferentes típicas incluyen, pero no están limitadas a, placas de desgaste con acero de baja aleación con miembros estructurales de acero suave ordinarios y soldar piezas de acero con magnesio de 14 por ciento Mn con acero suave ordinario o con otras piezas de acero de 14 por ciento de magnesio. El metal de soldadura formado por el electrodo con núcleo de fundente, resiste fisuración de metal fundido en estos tipos de aplicaciones. Un ejemplo no limitante de una capa amortiguadora formada por el electrodo con núcleo de fundente es la aplicación de una capa amortiguadora en acero de alto contenido de carbón (por ejemplo acero 1045, acero 1080, etc.) antes de revestir el acero con un carburo de cromo altamente resistente a abrasión. La capa amortiguadora resiste fisuracion en HAZ del acero de alto contenido de carbón durante soldadura ya que la matriz austenitica de la composición de metal depositado resiste a que se difunda hidrógeno en HAZ . Después de la aplicación del revestimiento de carburo de cromo, el revestimiento tiende a fisurarse (lo que es conveniente) sin embargo, la fisuracion del revestimiento puede resultar en la fisuracion del acero con alto contenido de carbón (lo que es indeseable) . La capa amortiguadora resiste o impide que las fisuraciones en el revestimiento se propaguen al acero de alto contenido de carbón. La composición de la capa amortiguadora además proporciona mejor unión entre el revestimiento y el acero de alto contenido de carbón ya que la capa amortiguadora no se endurece . Estas y otras modificaciones de las modalidades discutidas asi como otras modalidades de la invención, serán evidentes y se sugerirán a aquellos con destreza en la especialidad a partir de la presente descripción, en donde se comprenderá en forma distintiva que la materia discutida anterior habrá de ser interpretada simplemente como ilustrativa de la presente invención y no como una limitación de la misma.