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Soldadura eléctrica. Consideraciones sobre el gas de protección y el alambre de soldadura

Figura : Soldadura MIG

La soldadura gas arco metal o de arco protegido por gas (GMAW) es un proceso que funde y une metales mediante el calentamiento de los mismos con un arco establecido entre un de alambre de aporte alimentado continuamente, como se muestra en la figura anterior. La protección del arco y el baño de fusión de la soldadura fundida es con frecuencia obtenida usando gases inertes tales como el argón y helio, y esto es porque el proceso GMAW es además llamado proceso de soldadura por metal-gas inerte o MIG ( metal-inert gas).

La elección del gas de protección y el tipo de alambre debe coincidir con la clase de material que usted estará soldando.  La capacidad de los cilindros de gas es importante, y se debe adaptar a la cantidad de trabajo a llevar a cabo. Existe un número de factores involucrados en cuánto tiempo un botellón o cilindro de gas puede durar bajo diferentes condiciones de soldadura. Cada vez que usted usa su máquina MIG, deberá observar el manómetro del tanque para ver cuanto gas queda. Quizá le conviene alquilar un pequeño cilindro de gas cuando compra su primera máquina para ver cuánto durará el mismo, y luego comprar uno mas grande si ve que lo necesita. No olvidar que los cilindros de gas comprimido son peligrosos, aún si no es inflamable, debido a las presiones en juego.

Para la elección del gas de protección que se va a usar, uno de los gases mas usados para trabajos en MIG es el dióxido de carbono común, o CO2. Mientras el mismo está en el cilindro, el CO2, es realmente un gas inerte, pero técnicamente se descompone en monóxido de carbono y oxígeno bajo el calor intenso del proceso de arco. El oxígeno se puede combinar con otros elementos en el aire y en el metal base para formar óxidos no deseables. Así, el CO2 común no resultará usualmente tan limpio como otros gases para soldar acero. El mismo soldará muy rápido, con buena penetración, pero usted deberá usar un alambre de soldadura que contenga elementos desoxidantes para contrarrestar los efectos del CO2 puro.

El argón es un gas inerte de protección versátil que es usado con frecuencia, o en combinación con otros gases para producir ciertas características de soldadura. Por ejemplo, la soldadura de materiales no ferrosos como el aluminio es usualmente llevado a cabo con argón puro. El mismo produce una buena penetración y un arco concentrado.

El argón es un elemento gaseoso incoloro, inodoro e insípido que forma aproximadamente uno por ciento de la atmósfera de la tierra. Uno de sus usos, en cuanto concierne a los soldadores, es el recubrimiento con gas inerte que el mismo proporciona para la soldadura. Una gas inerte, desde el punto de vista de la soldadura, significa que el área alrededor de la varilla fundida y el metal base es una zona libre de oxígeno lo que asegura que no se formaran óxidos dentro o fuera de la soldadura terminada.

Para soldar materiales ferrosos, como el acero dulce que se usa en la mayoría de los proyectos de hogar y taller, el argón es usualmente mezclado con otro gas, o a veces con otros dos gases, para obtener características especiales. Mientras que hay algunas mezclas esotéricas  de gases en diferentes proporciones para propósitos específicos, una mezcla de 75% de argón y 25% de CO2 se ha transformado en el estándar para soldadura de acero dulce con arco corto en máquinas MIG con diámetros de alambre de 0,9 mm o menos. Esta mezcla, con frecuencia llamada C-25, es mas cara que el CO2 común, pero produce mucho menos salpicaduras y soldaduras consistentes de mejor aspecto, aún en materiales que exhiben menor oxidación. Este es el que recomendamos para la mayoría de las necesidades de soldadura.

Si usted está trabajando con un montón de materiales mas gruesos, trabajando hacia arriba u otras soldaduras de posición incómoda o de cañerías, podría usar una mezcla de 50 y 50% de argón y CO2, que ofrece una buena terminación del cordón de soldadura sin la excesiva fluidez que hace que la soldadura se caiga o chorree al hacer soldaduras fuera de posición.

Para la soldadura de materiales no ferrosos, tanto directamente el argón o mezclas de argón y helio son usadas en varias combinaciones que proporcionan mas calor a un arco MIG. Usualmente, cuanto mas gruesos son los materiales a ser soldados, mayor es el porcentaje de helio que va incluido en la mezcla, y el gas HE-75, que está compuesto de 25% de argón y 75% de helio es típicamente usado en la industria para soldar planchas de aluminio de gran espesor.

Si usted estuviera interesado en soldar acero inoxidable, usted puede hoy usar el gas C-25 recomendado para acero dulce, pero una mezcla de 90% de helio; 7,5% de argón y 2,5% de CO2 es ampliamente usada para soldaduras MIG de acero inoxidable debido a que la misma ofrece mas calor para el normalmente lento baño de fusión en inoxidable, además de ofrecer una buena estabilidad, penetración y resistencia a la corrosión.

Si usted tuviera que elegir un tipo de gas, el C-25 trabaja bien en el acero, y puede ser usado sobre acero inoxidable y es además útil sobre hierro fundido.

Elección del alambre

Los alambres de acero normales usados en las soldaduras MIG con gas de protección envasado son todos los mismos metales básicos, con cantidades variables de agentes desoxidantes agregadas para diferentes aplicaciones y diferentes gases de protección. El desoxidante mas común es el silicio. Otros agregados pueden ser manganeso, aluminio, titanio o zirconio, con niquel, cromo o molibdeno agregado para mejorar las propiedades mecánicas  y de corrosión.

Los alambres de soldadura con mayores niveles de desoxidantes generalmente son mejores para soldar sobre superficies oxidadas y sin limpiar.

Los metales no ferrosos, por supuesto, requieren diferentes alambres. La regla básica de selección del alambre de soldadura es elegir un alambre o electrodo cuyo contenido sea muy semejante al metal base que se va a soldar. En el caso del acero inoxidable, el mismo puede ser soldado con alambre del mismo material, para mayor resistencia a la corrosión (que es la principal razón para hacer algo en acero inoxidable en primer lugar). Existen además varias aleaciones de acero inoxidable, que varía de acuerdo a los proveedores locales en cada país, donde se debe consultar para cada fabricante.

Para soldadura de aluminio, usted necesita alambre de aluminio. Nuevamente, hay muchas variaciones de aleaciones de aluminio, y combinaciones de metales en el alambre de aluminio que varía según cada mercado. La soldadura de aluminio es mas difícil que la del acero en muchas formas, y con frecuencia la aleación exacta del metal base es imposible de determinar, excepto que usted haya comprado una pieza suficientemente grande en un depósito de metales que esté marcada de fábrica identificando su aleación y tratamiento de calor. Existen inclusive algunas aleaciones de aluminio que son consideradas insoldables, como el caso un aluminio de alta resistencia identificado como 7075-T6.

Electrodo con núcleo de fundente (Flux Cored Electrode)

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Es un electrodo de metal de aporte tubular consistente en una vaina de metal y un núcleo o alma de varios materiales pulverizados, que producen una extensiva cobertura de escoria sobre la cara del cordón de soldadura. Puede ser requerido una protección gaseosa exterior.

Figura : Equipo básico para soldadura de arco de núcleo de fundente. En la figura, el gas de protección es usado sólo con electrodos de núcleo de fundente que lo requieran .

Un electrodo de núcleo de fundente o resinar consiste en una vaina de metal que rodea a un núcleo de fundente o compuesto de aleación, o ambos. Los compuestos contenidos en el núcleo forman aproximadamente el 15% a 20% del peso del electrodo y sirve a las siguientes funciones:

Actúa como desoxidante o basurero, ayudando a purificar el metal o producir una sólida soldadura de metal.

Forma escoria que flota sobre el baño de fusión de soldadura y lo protege de la atmósfera durante la solidificación.

Actúa como un estabilizador de arco, lo que produce un arco de soldadura parejo y reduce las salpicaduras.

Agrega elementos de aleación al metal soldado para incrementar la dureza y proporcionar otras propiedades deseables en el metal.

Proporciona el gas protector. Sin embargo, para asegurar una calidad de soldadura, se usa con frecuencia gas aplicado externamente para suplementar y garantizar la protección del metal soldado.

Características de transferencia de metal.

La transferencia de metal de los electrodos con núcleo de fundente es en forma globular. Las gotitas fundidas parecen formarse en la vaina del electrodo; a medida que una es transferida, otra gotita se forma en otra ubicación de la vaina. El material fundente es transportado al depósito de soldadura independientemente de la transferencia de metal. Las gotitas son mas grandes a baja intensidad de corriente. Esto significa que hay una salpicadura menos visible, el arco se ve mas parejo y la eficiencia de deposición es mas elevada cuando la soldadura es hecha a altas intensidades de corriente.

El contenido de fundente de un electrodo con núcleo de fundente es menor que aquel de un electrodo tipo varilla recubierto de tamaño comparable, debido a que la cobertura de fundente sobre una varilla debe tener un pegamento para hacerlo adherir al alambre de electrodo y debe además contener materiales que ayuden en el proceso de extrusión. Como resultado, el material fundente sobre una varilla de electrodo recubierta es aproximadamente 24% de su peso, comparado con el contenido de fundente de 15% en un alambre recubierto.

Ventajas

Entre las ventajas de una soldadura de núcleo de fundente, tenemos que los alambres con núcleo pueden ser usados a densidades de corriente elevada, lo que produce altos regímenes de deposición y una buena soldadura. La eficiencia de la soldadura con núcleo de fundente es mayor que la soldadura con varilla electrodo. Para electrodos recubiertos, la eficiencia del proceso es de 65 a 70%, y para alambres de núcleo de fundente, cerca del 85%.

El alambre de núcleo con fundente es además bueno en condiciones de soldadura que incluyen ranuras estrechas. El mínimo ángulo de preparación es 40 a 45º, por lo tanto las juntas pueden ser soldadas con aproximadamente la mitad de la cantidad de metal de soldadura en menos tiempo. La menor entrada de cantidad de calor total minimiza además la distorsión.

Fabricación.

La fabricación de este tipo de alambre es una operación altamente especializada y precisa. La mayoría del alambre de electrodo es hecho pasando una cinta de acero de bajo carbón a través de un rodillo que forma contornos que dobla la cinta en una forma en U de sección transversal. Esta sección transversal es llenada con una medida cantidad de fundente para el material del núcleo, luego la sección en forma de U pasa a través de rodillos de cierre que le dan la forma de tubo con material de núcleo estrechamente comprimido. Este tubo, que puede haber asumido una variedad de formas interiores, es luego presionado a través de moldes de estirado para reducir su diámetro y comprimir aún mas el material del núcleo. El alambre es luego bobinado en carreteles de 10 a 20kg o bobinas de 30kg.

 

 

 

 

 

 

 
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