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Equipo, cuidados, precauciones, defectos y forma de uso de la soldadura TIG

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La soldadura TIG es uno de los métodos más comunes, proporcionando uniones de alta calidad, pero requiere estar equipado con material especializado.

El equipo para realizar una soldadura TIG

Lo necesario para realizar una soldadura correcta y con seguridad:

1. Generador de corriente (máquina de soldar)

2. Torci, a su vez compuesta por:

  • Electrodo de tungsteno
  • Boquilla de paso de gas para gas de protección
  • Vaina aislante
  • Suministro de energía (conductor eléctrico)
  • Portaelectrodos – Portaelectrodos

3. Botella de gas de suministro de gas inerte

4. Posible varilla de metal de relleno

5. Máscara

Una de las principales ventajas de esta tecnología es que la entrada de material al metal de soldadura es independiente de la entrada de calor al metal de soldadura, a diferencia de lo que ocurre en el caso de la soldadura por hilo o por electrodos consumibles.

Este proceso puede ser automatizado, en este sentido es ampliamente utilizado para la producción de tubos soldados a partir de tiras de metal y para soldar tubos a las placas de los tubos de los intercambiadores de calor.

El procedimiento TIG es particularmente adecuado cuando se deben soldar espesores de material pequeños, a partir de unas décimas de mm, pero no es posible soldar espesores superiores a unos pocos mm (2-3 mm para aceros) con una sola pasada (por lo tanto, en general, no se utiliza para espesores de soldadura superiores a 5-6 mm), por lo tanto, teniendo en cuenta la baja productividad, a menudo se utiliza para realizar la primera pasada de una junta, mientras que el llenado se realiza posteriormente con procesos de mayor productividad.

Debido a sus características, el proceso puede ser utilizado en cualquier posición y puede ser utilizado para soldadura continua o por puntos. No se recomienda el uso de este procedimiento en lugares abiertos, ya que incluso los vientos flojos pueden dispersar el gas protector.

Mejores máscaras del mercado

La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) o GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), según la terminología de AWS, es un proceso de soldadura por arco con electrodo infusible (tungsteno), bajo protección de gas inerte, que puede realizarse con o sin metal de aportación.

Esta tecnología de soldadura se desarrolló originalmente para la industria aeronáutica durante la Segunda Guerra Mundial para sustituir los remaches de los aviones por soldadura (mucho más ligera con la misma resistencia).

El procedimiento se basa en una antorcha en la que se inserta el electrodo de tungsteno, alrededor del cual fluye el gas protector, que es conducido al baño de fusión a través de un pico de cerámica.

El operador mueve la antorcha a lo largo de la junta para mover la masa fundida, mientras que, en caso de necesidad de material de relleno, al mismo tiempo mueve la varilla del material para mantenerla constantemente con el extremo dentro del arco y en cualquier caso bajo la protección del gas.

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Electrodos TIG

Los electrodos, que deben ser de un material capaz de soportar las temperaturas del arco eléctrico, son, desde hace muchos años sólo en el tungsteno o sus aleaciones, al principio de esta tecnología (40 años) también se utilizaban electrodos de grafito.

El tungsteno, además de tener mejores características térmicas mecánicas, es preferido por su alta potencia termoeléctrica (capacidad de emitir electrones a alta temperatura), que estabiliza el arco.

Para aumentar la potencia termoeléctrica del W, a veces los electrodos se unen con pequeños porcentajes (1-2%) de Th (electrodos ordenados).
Los electrodos se pueden encontrar comercialmente en diferentes diámetros de 0,25 a 6,4 mm.

Se utilizan típicamente en corriente continua (DC), polaridad directa (Pd), es decir, con el polo positivo en la pieza de trabajo.

El uso de la polaridad inversa (pi), es decir, con el polo negativo en la pieza de trabajo, se utiliza para soldar metales ligeros (Al y Mg) o cuando la estabilidad del arco es importante.

Sin embargo, dado que el ccpi suministra menos energía al baño y, por lo tanto, requiere corrientes de arco más altas, a menudo es preferible sustituirlo por soldadura de corriente alterna (CA), que puede ser simétrica o disimétrica.

El electrodo, antes de ser utilizado en ccpd, debe ser afilado para que la punta tome una forma cónica, con una altura de cono de aproximadamente 1,5 veces el diámetro, de esta manera aumenta su capacidad de emitir electrones, por lo que se obtiene un buen calentamiento del baño incluso con corrientes relativamente bajas.

En cambio, en ccpi hay que tender a hacer que el electrodo adopte una forma plana (y, naturalmente, para estos usos se evita el uso de electrodos ordenados), sólo para limitar la emisión de electrones, lo que requeriría un voltaje más alto con la misma corriente de arco.

Gases de protección

Generalmente, el gas protector se introduce a ambos lados de la junta (naturalmente si es accesible a ambos lados), mientras que en la cara donde se encuentra el baño (a la derecha) el gas es traído directamente por la antorcha, en el otro lado (al revés) es soplado bajo condiciones controladas, para asegurar la protección contra la oxidación incluso en la raíz de la soldadura.

Los gases más comúnmente utilizados son el Ar o el He, utilizados por separado o en mezclas. En algunas aplicaciones especiales se utilizan mezclas de Ar con H. Normalmente se prefiere el Ar puro a las otras soluciones, por las siguientes ventajas:

1. Favorece la estabilidad del arco
2. Limpieza de superficies en metales ligeros (Al y Mg)
3. Coste relativamente bajo
4. Requiere vanos más bajos para proporcionar el mismo blindaje
5. Penetración reducida (particularmente útil en la soldadura manual en espesores bajos)

Se utiliza para soldar chapas gruesas (mayor conductividad térmica, por lo tanto mayor penetración), se utiliza en mezcla con Ar para equilibrar las características de los dos gases.
El uso de H en una mezcla con Ar se limita a los aceros austeníticos y a las aleaciones de Ni debido al daño metalúrgico que puede causar a los aceros ferríticos (grietas frías).

El límite práctico de concentración de H en Ar es de aproximadamente el 8%, aunque se han utilizado mezclas con 1/3 de H y 2/3 de Ar.

La presencia de H en el gas protector aumenta la energía transferida del arco al material a soldar, y H actúa como material reductor, inhibiendo la formación de óxidos y dejando así superficies de soldadura muy limpias.

Por estas razones se utiliza (casi exclusivamente en la soldadura automática) para soldar tuberías para plantas químicas o nucleares o tuberías con placas tubulares.

Los caudales de gas protector deben ser determinados por el técnico de soldadura, especialmente sobre la base de su propia experiencia y pruebas dirigidas al trabajo particular y a la geometría particular.

Defectos típicos de soldadura TIG

El defecto típico de esta tecnología, y no reportable a otras tecnologías, son las inclusiones de tungsteno. El arco debe golpear siempre entre el electrodo W y el baño, pero puede ocurrir que, por cualquier motivo, el electrodo entre en contacto con el baño.

En este caso el electrodo puede fragmentarse, soltando en el baño las astillas de W en el baño (Ø < 1 mm), estas astillas suelen tener una forma prismática, con bordes fuertemente angulados. Esto significa que son desencadenantes de fracturas frágiles en la estructura del material soldado. Se requiere un entrenamiento cuidadoso del soldador para evitar estos defectos.

Un defecto relativamente frecuente en las soldaduras TIG es la falta de protección, que puede ser tanto recta como inversa. La falta de protección se manifiesta como escamas, es decir, con manchas circulares oxidadas en el material. Estos defectos pueden evitarse mediante pruebas apropiadas antes de soldar.

Otros defectos que se pueden encontrar en estas soldaduras son la porosidad, la falta de fusión o grietas, estos defectos deben evitarse mediante la realización de pruebas de calificación precisas del proceso.