Descripción del Proceso

El sistema TIG es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa, que utiliza el intenso calor de un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar, donde puede o no utilizarse metal de aporte.

Se utiliza un gas de protección cuyo objetivo es desplazar el aire, para eliminar la posibilidad de contaminación de la soldadura por el oxígeno y nitrógeno presentes en la atmósfera.

Como gas protector se puede emplear Argón o Helio, o una mezcla de ambos, como también Argón con Hidrogeno no superior al 35% en inoxidables especiales.

Soldadura al Arco - Electrodos NO Consumibles

Soldadura con arco tungsteno y gas

Características:Se usa un electrodo de tugsteno no consumible y un gas inerte para proteger el arco. Puede aplicarse con o sin relleno, para lo cual se utiliza una varilla separada del arco.

Ventajas:• No hay salpicaduras de escoria2. Casi no necesita limpieza3. Alta calidad

Desventajas:1. Es de mayor costo que los procesos

anteriores

La característica más importante que ofrece este sistema es entregar alta calidad de soldadura en todos los metales, incluyendo aquellos difíciles de soldar, como también para soldar metales de espesores delgados y para depositar cordones de raíz en unión de cañerías.

Las soldaduras hechas con sistema TIG son más fuertes, más resistentes a la corrosión y más dúctiles que las realizadas con electrodos convencionales. Cuando se necesita alta calidad y mayores requerimientos de terminación, se hace necesario utilizar el sistema TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y con un acabado completamente liso.

Esquema de soldadura por proceso TIG

Características y Ventajas del Sistema TIG

No se requiere de fundente, y no hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura.

No hay salpicadura, chispas ni emanaciones.Brinda soldaduras de alta calidad en todas las

posiciones, sin distorsión.Al igual que todos los sistemas de soldadura con

protección gaseosa, el área de soldadura es claramente visible.

El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la pistola y/o el metal de aporte.

EquipoEl equipo para sistema TIG consta básicamente de:

- Fuente de poder- Unidad de alta frecuencia- Pistola- Suministro gas de protección- Suministro agua de enfriamiento

La pistola asegura el electrodo de tungsteno que conduce la corriente, el que está rodeado por una boquilla de cerámica que hace fluir concéntricamente el gas protector.

La pistola normalmente se refrigera por aire. Para intensidades de corriente superiores a 200 Amps. se utiliza refrigeración por agua, para evitar el recalentamiento del mango.

ELECTRODOS DE TUNGSTENOEl electrodo de tungsteno empleado en el proceso

TIG, difiere de los empleados en otros procesos de soldadura por arco eléctrico en que no se funde por el calor generado por la fuente de poder y por lo tanto no suministra material de aporte a la soldadura, en algunas ocasiones debido a una selección incorrecta del electrodo o a un amperaje demasiado alto, partículas del electrodo puede ser transferidas a través de arco.

El electrodo de tungsteno o wolframio empleado en la soldadura TIG, es muy duro y altamente refractario; su punto de fusión es de 3800 ºC.

Los electrodos se fabrican en diámetros desde 1/16 pulgadas Hasta ¼ de pulgada y pueden ser de tungsteno puro ó aliados con Torio ó Zirconio, presentado cada uno de ellos características de operación diferentes.

Electrodos de tungsteno puro:Estos electrodos son preferidos generalmente para

soldar aluminio y magnesio con corriente alterna debido a que en el extremo se forma una semiesfera que da estabilidad en el arco.

Los electrodos de tungsteno puro también se puede usar con corriente continua pero el amperaje que pueden soportar es menor que el que soportan los electrodos aliados.

El tungsteno puro tiene una buena resistencia a la contaminación al usarlo con corriente continua, pero hay mayor posibilidad de que salten partículas a través del arco y además las características de encendido no son tan buenas como las de los tungstenos aleados, especialmente con amperajes bajos.

Los tungstenos puros se distinguen con una banda de color verde en unos de sus extremos .

Electrodos aleados con TorioLa adición de pequeños porcentajes de Torio ( 1% ó

2%), le mejora las características de encendido y les da una mayor capacidad de soportar mayores amperajes.

Para un diámetro de electrodo dado, al usarlo con corriente alterna (AC), su capacidad de amperaje aumenta en un 50% aproximadamente comparado con un tungsteno puro.

El electrodo con Torio no forma la semiesfera en su extremo como el tungsteno puro, sino que puede formar pequeñas salientes en la superficie del extremo, cuando es usado con corriente (AC), edemas el arco es menos estable.

Los electrodos aleados con Torio usualmente se prefieren para soldar con corriente continua (DC). El mas común es el que tiene 2 % de aleación y se identifica por una banda de color rojo, el que tiene aleación del 1 % tiene una banda de color amarillo

Electrodos Aleados con ZirconioEl tungsteno aleado con zirconio es preferido para

aleaciones de soldaduras con A.C. Por su alta resistencia a la contaminación es tan buena como sus características de encendido y estabilidad de arco.

Estos electrodos forman en su extremo una semiesfera, como los de tungsteno puro.

Estos electrodos aleados con zirconio usan corriente muy similares para soldar que los de tungsteno Torio, se distinguen con una banda de color café.

Precauciones al usar los electrodos

El diámetro de la semiesfera que se forma en el extremo de los electrodos, no debe ser mayor al diámetro del electrodo. Si el diámetro de la semiesfera es mayor, esto se debe a un exceso de amperaje para ese electrodo y existe la posibilidad de que la gota caiga y contamine la soldadura.

Si las condiciones de soldadura son correctas el extremo del electrodo debe ser claro y brillante; si se observa oscuro hay exceso de amperaje. Si aparece azul o morado, el flujo de gas es insuficiente por lo cual el extremo del electrodo es oxidado por el aire cuando todavía esta caliente.

Diámetros más utilizados: 1.6 mm (1/16") 2.4 mm (3/32")3.2 mm (1/8"). Largos standard: 3" y 7“ La adición de 2% de torio permite

una mayor capacidad de corriente, mejor iniciación y estabilidad del arco

Aplicaciones del Sistema TIG:

Este sistema puede ser aplicado casi a cualquier tipo de metal, como: Aluminio, Acero Inoxidable, Acero al Carbono, Hierro Fundido, Cobre, Níquel, Magnesio, etc.

Es especialmente apto para unión de metales de espesores delgados, desde 0,5 mm, debido al control preciso del calor del arco y la facilidad de aplicación con o sin metal de aporte. Ej.: tuberías, estanques, etc.

Se utiliza también en unión de espesores mayores, cuando se requiere calidad y buena terminación de la soldadura.

Se puede utilizar para aplicaciones de recubrimientos duros de superficie y para realizar cordones de raíz en cañerías de acero al carbono.

En soldaduras por Arco Pulsado, suministra mayor control del calor generado por el arco con piezas de espesores muy delgados y soldaduras en posición.

Para soldadura de cañería, es ventajosa la combinación:

- Cordón de raíz : TIG

- Resto de pases : MIG o Arco Manual

Ventajas y Desventajas del Proceso TIG

Ventajas: La superficie soldada queda limpia, sin escoria, ni

residuos de fundente. Permite soldar con facilidad espesores delgados. El arco es visible y se puede soldar en cualquier

posición. Hay menos posibilidad de grietas por la acción del

hidrogeno en aceros susceptibles a ellas. Se pueden soldar metales no ferrosos, sin necesidad de

fundentes.

Hay mejor protección de la zona de soldadura por la acción del gas.

El cordón presenta un excelente acabado. El calor del arco es más concentrada, por lo cual,

hay menos distorsión y mayor facilidad de la soldadura en metales de alta conductividad de calor.

El proceso en si, no produce humos ni vapores dañinos para la salud.

No produce chispas ni salpicaduras Se pueden hacer uniones por fusión, sin material de

aporte.

Desventajas:

Mayor costo del equipo. Distancia limitada entre el equipo y el material de

trabajo. Dificultad para trabajar al aire libre. Enfriamiento más rápido en comparación con otros

métodos de soldadura. Limitaciones en lugares de difícil acceso para la

pistola.

Varillas de AluminioLas varillas de Aluminio para los procesos de soldadura

con gas inerte (TIG), han sido sometidas a un proceso de limpieza especial, que permite que sean empleadas con éxito como metal de aporte.

Las varillas son envasadas en cajas de 2,5 Kgs., fabricadas en las siguientes medidas; diámetro: 1/16"- 3/32"- 1/8"- 5/32"- 3/16"- 1/4" Largo: 36“.

Varillas de Acero Inoxidable, Acero Dulce y Bronce Fosfórico

Las varillas de Aluminio, las varillas de aporte para soldar aceros inoxidables, acero dulce y bronce fosfórico son envasadas en cajas de 10 kgs. y se fabrican en las siguientes medidas: 1/16"-3/32"-1/8"-5/32", largo 36".

Características de la fuente de poder

La fuente para soldar en este proceso tiene que ser de corriente constante y el tipo de corriente puede ser corriente alterna o continua.

Corriente Alterna se usa para soldar Aluminio o magnesio.

Corriente continua se usa para materiales ferrosos y otros no ferrosos.

Cuando se usa un máquina para soldar TIG con corriente alterna, se debe usar la unidad de alta frecuencia.

Esta unidad puede venir incorporada en el equipo o puede venir como un dispositivo independiente que se le instala a la fuente de poder.

La corriente con alta frecuencia se emplea especialmente en las soldaduras de aluminio y magnesio, ya que esta permite que la corriente salte entre el electrodo y la pieza de trabajo perforando la película de oxido que se forma en la superficie de estos materiales.

En aceros inoxidable se utiliza para que el electrodo no haga contacto con el material y se pueda iniciar el arco de soldadura y así no contamine el material base.

Ventajas de usar alta frecuencia:

El arco se puede encender sin tocar el material base con el electrodo.

El arco es más estable. Es posible mantener un arco más largo. Los electrodos tienen mayor duración.

GASES DE PROTECCIÓN

El propósito más importante del gas en el proceso es evitar el contacto del aire del medio ambiente con el electrodo y el material base en el momento que se realiza la soldadura.

El gas también tiene influencia en la estabilidad, características y comportamiento del arco y por consiguiente en el resultado de la soldadura.

El efecto de protección de un gas depende de:

El flujo del Gas. El tipo de la soldadura. El tamaño de la cubierta. Longitud del arco. La posición de la soldadura.

Argón:

El Argón es más pesado que el aire y aproximadamente 10 veces más pesado que el Helio.

Después de salir de la boquilla el Argón tiende a formar una campana protectora sobre el área de la soldadura, en cambio el Helio tiende a subir rápidamente.

Debido a la baja conductividad térmica del Argón, la zona de la soldadura es más estrecha que con el Helio como gas protector.

El Argón proporciona una excelente estabilidad del arco y una buena acción de limpieza aun con amperajes bajos.

Helio

El Helio tiene una excelente conductividad térmica, por lo cual, el arco es más caliente y el área de soldadura y la penetración son mayores que con Argón, sin embargo debido a que el Helio es más liviano, se requiere un flujo de gas unas tres veces mayor que con Argón para un determinado trabajo de soldadura, por lo cual su empleo es más costoso.

El Helio se prefiere cuando se sueldan espesores gruesos en materiales de alta conductividad térmica como por ejemplo aluminio y cobre.

El flujómetro normalmente consiste en un tubo de vidrio graduado en litros/minuto, como el tipo reloj.

El flujo de gas necesario para un trabajo puede variar entre 4 a 14 Lt/min aproximadamente y su ajuste correcto depende de:

De acuerdo con el tipo de gas a usarse (El flujo de Helio es tres veces mayor que el de Argón).

Distancia de la boquilla a la pieza. Tipo de unión (la unión de filete requiere menos gas) Diámetro de la boquilla de cerámica.Tamaño del charco de fusión de la soldadura. Amperaje requerido (a mayor amperaje mayor flujo). Medio ambiente en el cual se trabaja (las corrientes de aire

desplazan el gas de protección). Posición de trabajo.

POLARIDAD DIRECTA

POLARIDAD DIRECTA

POLARIDAD INVERSA

POLARIDAD INVERSA

CORRIENTE ALTERNA

CORRIENTE ALTERNA

Gases utilizados en soldadura TIG

Efectos de los gases en soldadura TIGDescripción de los efectosArgón HelioMezclas de:

Argón HelioArgón Hidrógeno

Indurtig

Descripción y usos

Las mezclas INDURTIG, son combinaciones de Argón, Helio e Hidrógeno y Argón puro, usados en soldadura TIG.

Las de uso más frecuente son:

Indurtig Universal:

Es Argón puro, que puede ser usado en soldadura TIG de todos los materiales.

Indurtig Inox:

Es una mezcla de 2% H2 y 98% Argón especialmente recomendada para aceros inoxidables grado alimenticio.

Indurtig AL 5:Mezcla de 70% Argón, 30% Helio recomendada para

soldadura de aluminio y cobre en espesoreshasta 5 mm.

Indurtig AL 10:Mezcla de 50 % Argón 50% Helio recomendada para

soldadura de aluminio y cobre en espesores Entre 6-10 mm.

Indurtig AL 20:Mezcla de 30% Argón y 70% Helio recomendado para

soldadura de aluminio y cobre en espesoressuperiores a 10 mm.

ARCO PULSANTE

DESCRIPCIÓN DEL PROCESOEFECTO DEL ARCO PULSANTEFRECUENCIAREGULACIÓN DE MAX. Y MIN.

Defectos en la soldadura TIGLos Poros

Las porosidades en la soldadura son un defecto muy común cuando no se controlan ciertos aspectos antes o durante el proceso. De acuerdo a esto, una de las causas principales es la insuficiencia del gas protector para proteger el baño de fusión, es decir, un bajo suministro de éste provoca la combinación del oxígeno, nitrógeno y otros elementos nocivos presentes en la atmósfera con la zona de fusión. Asimismo, un exceso del gas protector, crea turbulencias al interior de la tobera capturando parte de los elementos contaminantes que promueven el defecto.

Otra de los motivos de la aparición de poros en la soldadura, es una mala regulación de los parámetros en el equipo, tales como: intensidades de corriente y/o voltajes adecuados a las características de los materiales que se pretenden unir. Por otro lado, la falta de limpieza, preparación básica de los bordes, restos de pinturas, grasas, etc, afectan a la soldadura durante la solidificación de la misma, quedando estos elementos atrapados entre la estructura granular del metal depositado.

La Oxidación

La oxidación del baño de fusión, o bien, más conocida como florecimiento, es un defecto que se produce mayoritariamente en los procesos de soldadura con protección gaseosa, por lo que se atribuye a una deficiencia del gas protector. El fenómeno se origina por el propio arco eléctrico, al fundir éste el material base a una temperatura cercana a los 4000ºC oxidando el metal a gran velocidad. Como en el sector contrario a la soldadura ( lado opuesto al arco eléctrico), no existe gas de protección, cuya función es la de proteger la zona donde se produce la fusión de los metales, se origina este defecto. Sin embargo, para evitar que esto suceda, se genera un suministro de gas adicional sobre la zona no protegida, tarea que cumplen con óptimos resultados las llamadas “cámaras Inertes”.

Los Agrietamientos

Se produce, principalmente, por enfriamientos muy bruscos de la soldadura, es

decir, porque existen materiales con distinta composición química que puede

afectar la conductividad térmica. Esto implica que se deben tener en

consideración si los materiales a soldar cumplen con determinadas

condiciones de soldabilidad y/o semejanza respecto de estas diferencias

térmicas. Dentro de este concepto, también participan los materiales de aporte,

donde juegan un papel importante la elasticidad que alcanzan éstos al

enfriarse.

De este modo, para prevenir los agrietamientos es necesario preparar los

materiales empleando tratamientos térmicos de pre - calentamientos

adecuados para cada tipo de material, y en algunos casos hasta post –

calentamientos, considerando que no debe existir en el sector que se desea

proteger, corrientes de aire que afecten directamente dicha zona.

CONSUMO DE TUNGSTENOARCO IRREGULARCONTAMINACIÓN DE LA PIEZA CON

TUNGSTENO.