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Soldadura TIG

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 alteren lo menos posible las propiedades mecánicas de la chapa y que no generen focos de corrosión. De ello dependerá tanto la calidad de terminación, como la seguridad del vehículo reparado. Uno de los métodos que más nos garantiza estos resultados, es el sistema de soldadura TIG, que nos proporciona una unión que presenta excelentes características de resistencia mecánica.

El TIG 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

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.

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. 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 porque la superficie del cordón presenta una graneza, que puede suprimirse o reducirse sensiblemente con operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costos de producción. Por ultimo, es menor la deformación que se produce en las inmediaciones del cordón de soldadura.

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

Este procedimiento presenta sus ventajas y características, pero consiste en producir soldadura bien penetradas y relativamente libres de contaminación atmosférica.

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

La soldadura TIG pueden aplicarse manual o automáticamente. En la soldadura manual, el soldador controla la dirección y la velocidad de avance. En la soldadura 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 requiere reforzar la junta 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. Las varillas de acero ordinarias, de cobre 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, guantes, etc).

-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 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.

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

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

-La soldadura no se debe 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.

Ventilación.

Como en la soldadura se produce humo, polvo y vapores, todas las operaciones se deben efectuar en lugares bien ventilados. Se han realizado y se continúan haciéndose muchos estudios acerca de todos los tipos de vapores, gases y otras sustancias que producen, durante el 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, compruebe que la ventilación es adecuada para expulsar el humo, polvo y vapores que podrían ser dañinos para la salud.

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

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, 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 la atmósfera de argón la tensión de arco es más baja, hay menos peligro de perforar las piezas cuando se soldan en espesores finos. Consecuentemente, el argón suele utilizarse para la soldadura manual, o con máquinas automáticas de pequeña velocidad de soldaje, en espesores iguales o inferiores a 3 mm.

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

Además como regla general, el arco es más fácil de encontrar 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 soldar es el factor determinante, especialmente en soldadura automática o en el soldeo de metales de elevada 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 se requiere 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 oberol, pechera y guantes.