Soldadura de Tungsteno y de Metal

Industriales. Ensamblaje. Historia. Métodos. Corriente. Protección gaseosa. Procedimientos. Seguridad industrial. Prevención

  • Enviado por: Luis Omar Chang
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 7 páginas
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Soldadura TIG y MIG

En la operación de ensamblaje de las piezas de carrocería, es imprescindible usar métodos y equipos de soldaduras que nos aseguren una buena calidad en las uniones, que se alteren lo menos posible las propiedades mecánicas de la chapa y que no generen focos de corrosión. De ello dependerá tanto la calidad de determinación, como la seguridad del vehículo reparado. Uno de los métodos que más nos garantiza estos resultados, es el sistema de soldadura MIG -MAG, que nos proporciona una unión que presenta excelentes características de resistencia mecánica.

El MIG es un procedimiento de soldadura por corriente continua, semiautomático pues emplea un hilo continuo con electrodo consumible, que avanza al pulsar el comando de la soldadura sobre el mango. Este método de soldadura por arco eléctrico, emplea gas inerte comprimido para crear la atmósfera de protección sobre el baño de fusión, aislándolo del aire atmosférico, evitando futuros focos de corrosión, a la vez que nos entrega una unión menos quebradiza y porosa.

Historia de la soldadura TIG, MIG

En el año de 1900 se otorgó un a patente relacionada con electrodos rodeado por un gas inerte. Los experimentos con este tipo de soldadura continuaron durante las décadas de 1920 y 1930, sin embargo hasta 1940 se dio gran atención al proceso GTAW. Hasta antes de comenzar la segunda guerra mundial se habían hecho pocos experimentos por que los gases inertes eran muy costosos, pero durante la guerra, la industria de la aviación necesita con urgencia un método más rápido y fácil para soldar aluminio y magnesio para acelerar la producción.

Debido a los beneficios logrados en la producción, se justificó el costo adicional del empleo del gas inerte en gran escala. Aunque la producción de este gas es mucho más rápida y económica, todavía representa un gasto adicional pero justificable.

En la década de 1940 se otorgó una patente de un proceso para eliminar un electrodo de alambre en forma continua a través de un arco protegido con gas, Este fue un principio del proceso MIG (metal y gas inerte), que ahora tiene la denominación oficial de AWS y de CSA como soldadura con gas y arco de metal (GMAW). Este tipo de soldadura con arco se ha perfeccionado y agilizado desde sus primeros días, además se han creado procesos relacionados. En alguno de ellos se emplea un electrodo, de alambre desnudo, protegido con gas inerte, en otro se emplea un electrodo recubierto con fundente similar a los convencionales para soldadura con arco. En algunos otros se utiliza también un electrodo hueco o tubular que tiene núcleo o fundente. En determinados procesos se hace uso de una combinación de electrodo con núcleo fundente y un gas de protector.

También par transferir el metal fundido a través del arco, se utilizan diferentes métodos que pueden ser manuales semiautomáticos ó automáticos. La GMAW es ahora uno de los procesos más importantes en la industria de la soldadura.

El objetivo fundamental en cualquier operación de soldadura es el de conseguir una junta con la misma característica del metal base. Este resultado solo puede obtenerse si el baño de fusión está completamente aislado de la atmósfera durante toda la operación de soldeo. De no cumplirse esta condición, tanto el oxígeno como el nitrógeno del aire serán absorbidos por el metal en estado de fusión la soldadura quedará porosa y frágil. En la soldadura por arco con protección gaseosa, se utiliza como medio de protección un chorro de gas que rodea el arco y el baño de fusión, impidiendo la contaminación de la soldadura.

Inicialmente la soldadura con protección gaseosa se utiliza únicamente en el soldeo de aceros inoxidables y otros metales de difícil soldadura. En la actualidad, las distintas variantes del procedimiento se aplican a la unión de todo tipo de metales. Por razones de calidad, velocidad de soldeo y facilidad operatoria, la soldadura por arco con protección gaseosa sustituye a la soldadura oxiacetilénica y la soldadura con arco con electrodos revestidos. El procedimiento puede aplicarse tanto manual como automatizante, y en cualquier caso, su campo de aplicación alcanza desde los espesores más finos hasta los más gruesos, tanto en metales ferrosos como no férreos.

Ventajas específicas de la soldadura por arco con protección gaseosa TIG.

Puesto que al gas protector impide el contacto entre la atmósfera y el baño de fusión, los iones obtenidos son más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión, que las que se obtienen por la mayor parte de los procedimientos.

La protección gaseosa simplifica notablemente el soldeo de metales no ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes. Los procedimientos que exigen la aplicación de los residuos de los mimos una vez realizada la soldadura. Además, con el empleo de estos desoxidantes, siempre hay el peligro de deformación de soldaduras e inclusiones de escoria.

Otra ventaja de la soldadura por arco con protección gaseosa es la que permite obtener soldaduras limpias, sanas y uniformes, debido a la escasez de humos y proyecciones, por otra parte, dado que la rotación gaseosa que rodea al arco transparente, el soldador puede ver claramente lo que está haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura.

La soldadura puede realizarse en todas las posiciones con un mínimo de proyecciones, esto que la superficie del cordón presenta una graneza, pude suprimirse, o reducirse sensiblemente, u operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costos de producción. Ultimo, también es menor la deformación de las inmediaciones del cordón de soldadura.

Variantes de los procedimientos.

La soldadura por arco con electrodo insufrible y protección gaseosa. Procedimiento TIG (Tungsteno Inerte Gas).

La soldadura por arco con electrodo metálico fusible y protección gaseosa. Procedimiento MIG (Metal Inerte Gas).

Cada uno de estos procedimientos presenta sus ventajas y características, pero ambos coinciden en producir soldadura bien penetradas y relativamente libres de contaminación atmosférica.

La mayor parte de los metales industriales pueden soldarse fácilmente uno u otro procedimiento. Esto incluye a metales como el aluminio, magnesio, acero débilmente aliados, aceros al carbón, aceros inoxidables, cobre, níquel, monel, inconel, titanio y otros.

Ambos procedimientos pueden aplicarse manualmente o automáticamente. En la soldadura semiautomática, el soldador controla la dirección y la velocidad de avance. En el soldeo automático, la inclinación de cordón, el espesor de la aportación, la velocidad de avance. En el soldeo automático, la inclinación del cordón, el espesor de la aportación, la velocidad de avance, la dirección, etc. Están controlados por el equipo.

Metales de aportación para la soldadura con protección gaseosa.

Normalmente la soldadura TIG de espesores finos pueden realizarse sin material de aportación, sin embargo al aumentar el espesor, es necesario aportar material para rellenar la junta. En algunos casos cuando se quiere reforzar la junta. También se aporta material en la soldadura de espesores finos.

El metal de aportación debe ser de la misma composición que el metal base. Así para el soldeo de aceros al carbón, se utilizan varillas de acero al carbón; para el soldeo de aluminio, varillas de aluminio; y así sucesivamente en algunos, casos, puede utilizarse satisfactoriamente como material de aportación una tira obtenida de las propias chapas a soldar.

Como aportación para la soldadura TIG deben utilizarse varillas fabricadas expresamente para este procedimiento. Estas varillas se clasifican igual que los alambres utilizados en MIG. Las varillas de acero ordinario, cobreadas que se utilizan en la soldadura oxiacetilénica, no deben aplicarse a la soldadura TIG porque tienden a contaminar el electrodo de Tungsteno. Con vistas a conseguir soldaduras sanas y para reducir las proyecciones, las varillas de aportación para el procedimiento TIG llevan mayores cantidades de sustancias desoxidantes.

En general, el diámetro de la varilla debe ser aproximadamente igual al espesor de las piezas a soldar.

Seguridad Industrial

Las investigaciones de las compañías de seguridad y organizaciones de seguridad han demostrado que la soldadura no es más peligrosa que cualquier otra ocupación o trabajo artesanal. Sin embargo, igual que en cualquiera de ellos existen ciertas precauciones que se deben tomar para la protección de uno mismo y de los demás.

Seguridad personal.

Use siempre gafas protectoras cuando trabaje con un soplete encendido.

Utilice guantes de un material resistente al calor como el cuero curtido al cromo, para protegerse las manos.

No deben utilizarse zapatos abiertos ni deportivos. Hay que emplear calzado de seguridad con puntas de acero.

Mantenga la ropa libre de aceite o grasa.

No permite que la ropa se sature con oxígeno.

Utilice ropa resistente al fuego (delantal, manguitos, perneras, guantes).

Use las mangas, las bolsas sueltas cerradas y las valencianas del pantalón desdobladas.

Utilice cascos o caretas con el vidrio de filtro del grado correcto. Cuando se use careta de mano en lugar del casco, hay que aplicar las mismas precauciones.

Compruebe siempre que los vidrios no estén rotos ni agrietados antes de empezar a soldar.

Utilice gafas protectoras cuando elimine con un cincel la escoria de la soldadura.

No lleve en el bolsillo fósforos ni encendedores de gas o de líquido.

No trabaje con equipo que sospeche que está defectuoso, informe de inmediato a su instructor.

Nunca efectúe soldadura con arco en lugar que esté húmedo o mojado.

Cerciórese que las demás personas estén protegidas contra los rayos e la luz antes de empezar a soldar.

Para probar si hay radiación de calor, ponga la palma de su mano encima de la pieza del metal, pero sin tocarla. No toque la pieza con la mano desnuda aunque no produzca brillo por el calor.

Prevención de incendios.

Los incendios pueden ocurrir en donde se efectúa cualquier operación de soldadura o corte si se permite que cualquier material combustible haga contacto con el arco, la flama, las chispas o la escoria caliente. Para prevenir incendios:

Antes de empezar a trabajar retire todo el materia combustible donde vaya soldar o cortar.

Si no se pueden retirar los materiales combustibles, ponga barreras contra fuego, como lámparas o láminas metálicas o manteas resistentes al fuego.

Conozca de antemano el lugar exacto en donde están los extinguidores de incendio.

La soldadura o el corte no se deben efectuar en lugares en donde hay polvos o gases, o en zonas donde se pintan con pistola de aires pues pueden ocurrir explosiones o incendios.

Nunca solde ni corte barriles, tambores, tanques o recipientes hasta que estén absolutamente limpios.

Ventilación.

Como en la soldadura y el corte se producen humo, polvo y vapores, todas las operaciones se deben efectuar en lugares bien ventilados. Se han realizado y continúan haciéndose muchos estudios acerca de todos los tipos de vapores, gases y otras sustancias que producen, durante le proceso de soldadura, las varillas y electrodos y el metal que se va a soldar. También están en estudio los vapores que se desprenden durante el proceso y que se podrían convertir en compuestos tóxicos por la radiación ultravioleta en el arco en sí.

Antes de empezar a soldar o a cortar, compruebe que la ventilación es adecuada para pulsar el humo, polvo y vapores que podrían ser dañinos para la salud.

Lea y siga las instrucciones que aparecen en las etiquetas de los fundentes y de los metales de aporte.

Determine el metal con el que vaya a trabajar y tome las precauciones necesarias con respecto a los vapores y a la ventilación adecuada.

Se requiere un respirador con suministro de aire, además de la ventilación normal cuando se utilizan metales como el plomo, latón, bronce galvanizado, cadmio.

No utilice una máquina de soldadura impulsada por un motor de combustión interna en un lugar cerrado, salvo que se puedan expulsar los gases del escape fuera de ése lugar.

El gas protector para soldadura TIG; puede ser argón, el helio o una mezcla de ambos gases. El más utilizado es el primero, debido a que es más barato que el helio.

El argón es 1.4 más pesado que el aire y unas 10 veces más pesado que el helio. La viscosidad de ambos gases es muy parecida. Puesto que el argón es más pesado que el aire, procura una mejor protección de la soldadura. Además, con el argón, la atmósfera que rodea el arco es más clara, lo que permite un mejor control del baño de fusión del propio arco.

Normalmente, el argón produce una acción de limpieza del baño de fusión más enérgica que otros gases, especialmente en la soldadura de aluminio y magnesio con corriente alterna.

Otra ventaja de este gas la encontramos en el arco, que es suave y de gran estabilidad. Por otra parte, puede que en atmósfera de argón la tensión de arco es más baja, hay menos peligro de perforar la piezas cuando se soldan en espesores finos. Consecuentemente, el argón suele utilizarse para la soldadura manual, o con máquinas automáticas de pequeña velocidad de soldeo, en espesores iguales o inferiores a 3 mm.

El argón también permite un mejor control de baño de fusión cuando se solda en vertical o en techo.

Además como regla general, el arco es más fácil de cebar en argón que en helio, y para una velocidad de soldeo dada, el cordón obtenido es más estrecho y la zona afectada por el calor es más reducida.

Cuando la velocidad de soldeo es el factor determinante, especialmente en soldadura automática, o en el soldeo de espesores o de metales e levada conductividad térmica, en algunos casos se recurre al helio como gas de protección. El helio permite obtener mayores velocidades de soldeo debido a que para una intensidad dada, la tensión de arco es mayor. Puesto que la tensión del arco en atmósfera de helio es mayor que en el caso del argón, con una intensidad de corriente más baja, puede conseguirse la misma potencia de arco, y de esta forma trabajarse a elevadas velocidades de soldeo sin necesidad de utilizar grandes intensidades de corriente.

Cuando quiere mejorar la aportación de calor sin perder las ventajas típicas del argón, se recurre a las mezclas argón - helio.

El argón y el helio se suministran en botellas de acero que contienen unos 10 m3 de gas a una presión de 150 kg./cm2 .

Para reducir la presión y control el caudal del gas se utilizan manorreductores caudalímetro. Estos aparatos suelen venir calibrados en litros por minuto.

El caudal de gas, que depende del espesor y naturaleza del metal a soldar, puede regularse mediante un mando situado en el caudalímetro.

Equipo de protección.

Para protegerse de las radiaciones del arco hay que utilizar una pantalla de cabeza, similar a las que se emplean en la soldadura con electrodos revestidos. La tonalidad el cristal depende de la intensidad de la corriente. Además deben llevarse las ropas de protección adecuadas, tales como mandil y guantes.

Procedimiento MIG y MIG.

La soldadura por arco con hilo electrodo fusible y protección gaseosa (procedimiento MIG y MAG) utiliza como material de aportación un hilo electrodo continúo y fisible, que se alimenta automáticamente, a través de la pistola de soldadura, a una velocidad regulable. El baño de fusión está completamente cubierto por un chorro de gas protector, que también se suministra a través de la pistola.

El procedimiento puede ser totalmente automático o semiautomático. Cuando la instalación es totalmente automática, la alimentación del alambre, la corriente de soldadura, el caudal de gas y la velocidad de desplazamiento a lo largo de la junta, se regulan previamente a los valores adecuados, y luego, todo funciona de forma automática.

En la soldadura semiautomática la alimentación del alambre, la corriente de soldadura y la circulación de gas, se regulan a los valores convenientes y funcionan automáticamente, pero la pistola hay que sostenerla y desplazarla manualmente. El soldador dirige la pistola a lo largo del cordón de soldadura, manteniendo la posición, longitud del arco y velocidad de avance adecuados.

En muchos casos, la soldadura MIG recibe nombres comerciales como, por ejemplo, procedimiento Microwire (Hobart), soldadura (Airco), soldadura Sigma (linde) y soldadura Millermatic (Miller).

Ventajas específicas de la soldadura MIG.

A continuación se citan algunas de las ventajas más importantes del procedimiento MIG.

Puesto que no hay escoria y las proyecciones suelen ser escasas, se simplifican las operaciones de limpieza, lo que reduce notablemente el costo total de la operación de la soldadura. En algunos casos, la limpieza del cordón resulta más cara que la propia operación de soldeo, por lo que la reducción de tiempo de limpieza supone la sensible disminución de los costos.

Fácil especialización de la mano de obra. En general, un soldador especializado en otros procedimientos, puede adquirir fácilmente la técnica de la soldadura MIG en cuestión de horas. En procedimientos, puede adquirir fácilmente la técnica de la soldadura MIG en cuestión e horas. En resumidas cuentas todo lo que tiene que hacer el soldador se reduce a vigilar la posición de la pistola, mantener la velocidad de avance adecuada y comprobar la alimentación de alambre se verifica correctamente.

Gran velocidad de soldadura, especialmente si se compara con el soldeo por arco con electrodos revestidos. Puesto que la aportación se realiza mediante un hilo continúo, no es necesario interrumpir la soldadura para cambiar electrodo. Esto no solo supone una mejora en la productividad, sino también disminuye el riesgo de defectos. Hay que tener en cuenta las interrupciones, y los correspondientes empalmes, son con frecuencia, origen de defectos tales como inclusiones de escoria, falta de fusión o fisuras en el cráter.

La gran velocidad del procedimiento MIG también influye favorablemente en el aspecto metalúrgico de la soldadura. Al aumentar la velocidad de avance, disminuye la amplitud de la zona afectada de calor, hay menos tendencia de aumento del tamaño del grano, se aminoran las transformaciones de estructura en el metal base y se reducen considerablemente las deformaciones.

El desarrollo de la técnica de transporte por arco corto permite la soldadura de espesores finos, casi con tanta facilidad como por el procedimiento TIG.

Las buenas características de penetración del procedimiento MIG permiten la preparación con bordes más cerrados, con el consiguiente ahorro de material de aportación, tiempo de soldadura y deformación. En las uniones mediante cordones en ángulo también permite reducir el espesor del cordón en relación con otros procedimientos de soldeo.

Corriente de soldadura.

El tipo de corriente tiene una gran influencia sobre los resultados de la soldadura. La corriente continua con polaridad inversa, es la que permite obtener mejores resultados. En este caso, la mayor parte del claro se concentra sobre el baño de fusión, lo que mejora la penetración de la soldadura. Además, la corriente continúa con polaridad inversa, ejerce una enérgica acción de limpieza sobre el baño de fusión, lo que tiene gran importancia en la soldadura de metales que den óxidos pesados y difíciles de reducir, como en el caso del aluminio y el magnesio.

La soldadura MIG con polaridad directa resulta impracticable por diversas razones: Da cordones muy anchos y de pequeña penetración; produce excesivas proyecciones, y no presenta la acción de limpieza que se menciona en la polaridad inversa. La mayor parte de los inconvenientes de la soldadura de polaridad directa, se derivan de la forma en que se verifica el transporte del metal de aportación. Mientras que en la polaridad inversa el transporte se realiza en forma de pequeñas gotas (transporte de pulverización o spray transfer). En polaridad directa, este transporte se verifica en forma globular y errática. En cuanto a la corriente alterna, no es recomendable por las grandes diferencias de todo tipo que se presentan en cada semiciclo.

Los equipos por proceso Mig, son ventajosos para aplicaciones de soldadura de aluminio o para cualquier soldadura que requiera buena presentación y resistencia La soldadura MIG presenta ventajas con respecto a los sistemas de soldadura convencional gracias al sistema de enfriamiento y protección de arco ofrecido por distintos gases como Argón y CO2

http://home.ba.net/~ntduran/lijadora.htm

http://200.23.183.52/TIGMIG/ApTIGMIG.html