Sachverhalt: A. X._ reiste am 19. Februar 2014 von Sao Paulo nach Zürich. Dabei führte er versteckt in seinem Körper 36 Fingerlinge gefüllt mit insgesamt 1278 Gramm flüssigem Kokaingemisch von einem durchschnittlichen Reinheitsgrad von 46% mit sich, welche er in Sao Paulo vor Antritt der Reise im Auftrag einer Drittperson geschluckt hatte. B. Das Bezirksgericht Bülach verurteilte X._ am 5. August 2014 wegen qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz im Sinne von Art. 19 Abs. 1 lit. b i.V.m. Art. 19 Abs. 2 lit. a BemtG zu einer Freiheitsstrafe von 38 Monaten. Auf Berufung von X._ bestätigte das Obergericht des Kantons Zürich am 29. Januar 2015 die erstinstanzliche Strafe. Der erstinstanzliche Schuldspruch wegen qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz erwuchs unangefochten in Rechtskraft. C. X._ beantragt mit Beschwerde in Strafsachen, das Urteil vom 29. Januar 2015 sei aufzuheben und er sei zu einer teilbedingten Freiheitsstrafe von 26 Monaten zu verurteilen, wovon 12 Monate zu vollziehen seien. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung und Ergänzung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege.