Universidad Nacional “José Faustino Sánchez Carrión”

“Facultad de Ingeniería Química y Metalurgia” Escuela Académico Profesional de Ingeniería Metalúrgica

MONOGRAFIA

“SOLDADURA GMAW: MIG-MAG ”

PRESENTADO POR:

BAZAN ASCENCIOS, MARCOS FREDDY.

SALAZAR VARGAS, FERNANDO.

PROFESOR(A):

ING. LUIS E. LUNA QUITO.

Huacho 2015 PERÚ

2

DEDICATORIA

Este trabajo va dedicado a todos los alumnos de metalurgia, futuramente seremos colegas

y el aprendizaje continuo hará que uno resalte más que otro. Es por ello que esta breve

recopilación lo hemos realizado de manera que podamos entenderlo y apreciarlo todos.

3

Agradecidos plenamente de nuestros padres, por

su apoyo incondicional que nos brindan, que es la

principal motivación de seguir adelante,

agradecido de nuestros compañeros por su gran

amistad. Y agradecemos a Dios por darnos unos

cuerpos y mentes sanas y saludables. Estamos

seguros que nuestras metas planteadas darán fruto

en el futuro y por ende nos debemos esforzar cada

día para ser mejores en la universidad y en todo

lugar.

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INDICE

INTRODUCCION ................................................................................................................................ 6

CAPITULO I .................................................................................................................... 7

GENERALIDADES DE LA SOLDADURA GMA ........................................................ 7

1.1. Antecedentes Generales ..................................................................................... 7

1.2. Definición .......................................................................................................... 7

1.3. Procesos de Soldadura ....................................................................................... 8

1.3.1. Proceso semiautomático ............................................................................. 8

1.3.2. Proceso automático ..................................................................................... 8

1.3.3. Proceso robotizado ..................................................................................... 8

1.4. Variables del Proceso GMAW (MIG-MAG) .................................................... 9

1.4.1. Corriente de Soldadura ............................................................................... 9

1.4.2. Polaridad. .................................................................................................. 10

1.4.3. Voltaje del arco (longitud del arco) ........................................................ 11

1.4.4. Velocidad de recorrido ............................................................................. 12

1.4.5. Extensión del electrodo ............................................................................ 12

1.4.6. Orientación del electrodo ........................................................................ 13

1.4.7. Posición de la unión a soldar . ................................................................. 13

1.4.8. Tamaño del electrodo ............................................................................. 15

1.4.9. Gas protector .......................................................................................... 15

1.5. Equipos de Soldadura. ..................................................................................... 15

1.5.1. Pistolas soldadoras .................................................................................... 16

1.5.2. Unidad de alimentación del electrodo ..................................................... 19

1.5.3. Control de soldadura ............................................................................... 20

1.5.4. Fuente de potencia .................................................................................. 21

1.5.5. Reguladores de gas protector .................................................................... 25

1.5.6. Suministro del electrodo ........................................................................... 25

1.5.7. Consumibles ............................................................................................. 26

CAPITULO II ................................................................................................................. 27

GASES DE PROTECCION ........................................................................................... 27

2.1. Soldadura MIG ................................................................................................ 27

2.2. Soldadura MAG ............................................................................................... 28

5

2.3. Propiedades físicas de los gases ....................................................................... 30

2.3.1. Conductividad Térmica ............................................................................ 30

2.3.2. Disociación y Asociación ......................................................................... 31

2.3.3. Reactividad ............................................................................................... 31

2.3.4. Tensión Superficial ................................................................................... 32

2.4. Gases y sus aplicaciones .................................................................................. 32

2.4.1. Argón ........................................................................................................ 32

2.4.2. Helio ......................................................................................................... 33

2.4.3. Argón vs Helio ......................................................................................... 33

2.4.4. Hidrógeno ................................................................................................. 34

2.4.5. Nitrógeno. ................................................................................................. 34

2.4.6. Oxígeno. ................................................................................................... 34

2.4.7. Dióxido de Carbono ................................................................................. 34

2.4.8. Adiciones de O2 y CO2 a Argón y a Helio .............................................. 35

2.4.9. Mezclas Argón-Oxígeno........................................................................... 35

2.4.10. Mezclas Argón- CO2 ................................................................................ 36

2.4.11. Mezclas de Argón y Helio ........................................................................ 37

2.4.12. Mezclas de Argón-Oxígeno-CO2 ............................................................. 37

2.4.13. Mezclas de Argón-Helio-CO2 .................................................................. 37

2.5. Factores a considerar al elegir el tipo de gas a usar: ........................................ 38

CAPITULO III ............................................................................................................... 39

TRANSFERENCIA DEL METAL ................................................................................ 39

3.1. Transferencia por cortocircuito ........................................................................ 39

3.2. Transferencia globular ..................................................................................... 39

3.3. Transferencia por pulverización axial .............................................................. 40

3.4. Transferencia por arco pulsado ........................................................................ 40

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA SOLDADURA GMAW ............................... 42

CONCLUSIONES .......................................................................................................... 43

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 44

ANEXOS ........................................................................................................................ 45

6

INTRODUCCION

El MIG/MAG se ha convertido en uno de los principales métodos de soldeo en el mundo,

se encuentra altamente posicionado en la industria metalmecánica gracias a que

incrementa la productividad, mejora la presentación de los cordones de soldadura,

produce menos escoria y cumple con las medidas para la protección ambiental.

Puede utilizarse con todos los metales comerciales importantes, como los aceros al

carbono y de aleación, inoxidables, aluminio, magnesio, cobre, hierro, titanio y zirconio.

Esta técnica tiene enormes ventajas, ya que es de fácil aplicación, no salpica en exceso y

produce soldaduras de calidad, además los consumibles se pueden encontrar en casi todas

las ferreterías o distribuidores especializados.

Sin embargo, a pesar de ser un excelente método aplicado mundialmente, parte del sector

desconoce todas sus características y propiedades, de hecho algunos soldadores comenten

errores de fácil corrección, e incluso hay una confusión generalizada respecto al nombre;

falsamente la industria conoce esta soldadura como MIG, pero la verdad, este sistema

sólo es una de las dos formas de aplicar el proceso. En función de aclarar el tema y aportar

elementos útiles para la industria, en esta monografía se trata de explicar de forma

detallada la teoría, las ventajas y limitaciones del método MIG/MAG.

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CAPITULO I

GENERALIDADES DE LA SOLDADURA GMA

1.1.Antecedentes Generales: El concepto básico de GMAW surgió en la década de 1920,

pero apenas en 1948 estuvo disponible comercialmente. En un principio se le

consideraba básicamente un proceso de electrodo de metal desnudo de diámetro

pequeño con alta densidad de corriente que empleaba un gas inerte para proteger el

arco. La aplicación primaria de este proceso fue en la soldadura de aluminio. Por lo

anterior, se acuñó el término MIG (metal gas inerte) y todavía algunos lo usan para

referirse a este proceso. Entre los avances posteriores del proceso están la operación

con bajas densidades de corriente y con corriente continua a pulsos, la aplicación a

una gama más amplia de materiales y el empleo de gases y mezclas de gases reactivos

(sobre todo CO2). Este último avance condujo a la aceptación formal del término

soldadura por arco de metal y gas (GMAW) para el proceso, ya que se usan gases

tanto inertes como reactivos.

1.2.Definición: La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es un proceso

semiautomático, automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo

consumible y continuo que es alimentado a la pistola junto con el gas inerte en

soldadura MIG o gas activo en soldadura MAG, el cual crea la atmósfera protectora.

Este proceso se utiliza mucho en industrias donde el tiempo y la calidad de la

soldadura son cruciales. El principio es similar a la soldadura por arco, con la

diferencia en el electrodo continuo y la protección del gas inerte lo que le dan a este

método la capacidad de producir cordones más limpios (no forma escoria, por lo que

se pueden formar varias capas sin necesidad de limpieza intermedia).

Fig. Nº01. Soldadura MIG/MAG.

8

1.3.Procesos de Soldadura:

Se pueden distinguir tres variedades de este tipo de soldadura:

1.3.1. Proceso semiautomático

Es la aplicación más común, en la que algunos parámetros previamente

ajustados por el soldador, como la tensión y la corriente, son regulados de

forma automática y constante por el equipo, pero es el operario quien realiza

el arrastre de la pistola manualmente.

La tensión (o voltaje) resulta determinante en el proceso: a mayor voltaje,

mayor es la penetración de la soldadura. Por otro lado, la intensidad de la

corriente controla la velocidad de salida del electrodo. Así, con más intensidad

crece la velocidad de alimentación del material de aporte, se generan cordones

más gruesos y es posible rellenar uniones grandes.

Normalmente se trabaja con polaridad inversa, es decir, la pieza al negativo y

el alambre al positivo. El voltaje constante mantiene la estabilidad del arco

eléctrico, pero es importante que el soldador evite los movimientos bruscos

oscilantes y utilice la pistola a una distancia de ± 7 mm sobre la pieza de

trabajo.

1.3.2. Proceso automático

Al igual que en el proceso semiautomático, en este, la tensión y la intensidad

se ajustan previamente a los valores requeridos para cada trabajo y son

regulados por el equipo, pero es una boquilla automatizada la que aplica la

soldadura. Generalmente, el operario interviene muy poco en el proceso, bien

sea para corregir, reajustar los parámetros, mover la pieza o cambiarla de un

lugar a otro.

1.3.3. Proceso robotizado

Este proceso es utilizado a escala industrial. Todos los parámetros y las

coordenadas de localización de la unión que se va a soldar se programan

mediante una unidad CNC. En las aplicaciones robotizadas, un brazo mecánico

puede soldar toda una pieza, transportarla y realizar los acabados

automáticamente, sin necesidad de la intervención del operario.

9

1.4.Variables del Proceso GMAW (MIG-MAG)

Las que siguen son algunas de las variables que afectan la penetración de la soldadura,

la geometría de la franja y la calidad global de la soldadura:

Corriente de soldadura (velocidad de alimentación del electrodo).

Polaridad.

Voltaje del arco (longitud del arco).

Velocidad de recorrido.

Extensión del electrodo.

Orientación del electrodo (ángulo respecto a la dirección de desplazamiento).

Posición de la unión que se va a soldar.

Diámetro del electrodo.

Composición y tasa de flujo del gas protector.

El conocimiento y control de estas variables es indispensable para producir

consistentemente soldaduras de buena calidad. Estas variables no son del todo

independientes, y cuando se modifica una casi siempre es necesario modificar una o

más de las otras para obtener los resultados que se buscan. Se requiere considerable

habilidad y experiencia para seleccionar los valores óptimos para cada aplicación.

Estos valores óptimos son afectados por el tipo de metal base, la composición del

electrodo, la posición en que se suelda y los requisitos de calidad. Por tanto, no hay

un conjunto único de parámetros que produzca resultados óptimos en todos los casos.

1.4.1. Corriente de Soldadura

Si todas las demás variables se mantienen constantes, el amperaje de soldadura

varía con la velocidad de alimentación del electrodo o con la rapidez de fusión

siguiendo una relación no lineal. Al variarse la velocidad de alimentación, el

amperaje de soldadura varía de manera similar si se emplea una fuente de

potencia de voltaje constante.

La relación entre la velocidad de alimentación del electrodo y la corriente de

soldadura depende de la composición química del electrodo. Si todas las demás

variables se mantienen constantes, un aumento en la corriente de soldadura

10

(velocidad de alimentación del electrodo) producirá lo siguiente:

-Un aumento en la profundidad y anchura de penetración de la soldadura.

-Un incremento en la tasa de deposición.

-Un aumento en el tamaño de la franja de soldadura.

1.4.2. Polaridad

El término polaridad describe la conexión eléctrica de la pistola soldadora en

relación con las terminales de una fuente de potencia de corriente continua. Si

el cable de potencia de la pistola se conecta a la terminal positiva, la polaridad

se designa como corriente continua con el electrodo positivo (CCEP), y se le

ha dado arbitrariamente el nombre de polaridad inversa. Cuando la pistola se

conecta a la terminal negativa, la polaridad se designa como corriente continua

con el electrodo negativo (CCEN), que originalmente se llamó polaridad

directa. Casi todas las aplicaciones de GMAW emplean corriente continua con

el electrodo positivo (CCEP). Esta condición produce un arco estable, una

transferencia de metal uniforme, relativamente pocas salpicaduras, buenas

características de la franja de soldadura y profundidad máxima de penetración

para una amplia gama de corrientes de soldadura.

La corriente continua con el electrodo negativo (CCEN) raras veces se usa

porque no puede obtenerse transferencia por aspersión axial sin efectuar

modificaciones que no han gozado de mucha aceptación comercial. CCEN

ofrece una clara ventaja de velocidades de fusión altas que no puede explotarse

porque la transferencia es globular. En el caso de los aceros, la transferencia

puede mejorarse añadiendo un mínimo de 5% de oxígeno al escudo de argón

(lo que requiere aleaciones especiales para compensar las pérdidas por

oxidación) o tratando el alambre para hacerlo termoiónico (lo que eleva el costo

del metal de aporte). En ambos casos, las tasas de deposición decaen, con lo

que desaparece la única ventaja real de cambiar la polaridad. Sin embargo, en

virtud de la alta tasa de deposición y la menor penetración, CCEN se ha usado

ocasionalmente en aplicaciones de recubrimiento.

Los intentos por usar corriente alterna con el proceso GMAW casi nunca han

tenido éxito. La forma de onda cíclica hace inestable el arco porque éste tiende

a extinguirse cuando la corriente pasa por cero. Aunque se han desarrollado

tratamientos especiales de la superficie del alambre para resolver este

11

problema, el costo de su aplicación ha hecho que la técnica no resulte

económica.

1.4.3. Voltaje del arco (longitud del arco)

Voltaje del arco y longitud del arco son términos que con frecuencia se usan

indistintamente. Pese a ello, cabe señalar que si bien están relacionados entre

sí, son diferentes. En GMAW, la longitud del arco es una variable crítica que

debe controlarse cuidadosamente. La longitud del arco es la variable

independiente. El voltaje del arco depende de la longitud del arco así como de

muchas otras variables, como la composición y dimensiones del electrodo, el

gas protector, la técnica de soldadura y, dado que a menudo se mide en la fuente

de potencia, incluso la longitud del cable de soldadura. El voltaje del arco

permite expresar en forma aproximada la longitud física del arco en términos

eléctricos, aunque el voltaje del arco también incluye la caída de voltaje en la

extensión del electrodo que sobresale del tubo de contacto.

Si todas las variables se mantienen constantes, el voltaje del arco se relaciona

directamente con la longitud del arco. Aunque la variable que interesa y que

debe controlarse es la longitud del arco, es más fácil vigilar el voltaje. Por esta

razón, y por el requisito normal de que en el procedimiento de soldadura se

especifique el voltaje del arco, éste es el término que se usa con mayor

frecuencia.

Los niveles establecidos de voltaje del arco varían dependiendo del material,

el gas protector y la modalidad de transferencia. Se requieren series de prueba

para ajustar el voltaje del arco a fin de producir las características de arco y el

aspecto de franja de soldadura más favorable. A partir de cualquier valor

específico de voltaje del arco, un incremento en el voltaje tiende a aplanar la

franja de soldadura y aumentar la anchura de la zona de fusión. Un voltaje

excesivo puede causar porosidad, salpicaduras y socavamiento. Si se reduce el

voltaje se obtendrá una franja de soldadura más angosta con una corona más

alta y penetración más profunda. Un voltaje demasiado bajo puede hacer que

el electrodo se embote.

12

1.4.4. Velocidad de recorrido

La velocidad de recorrido o de desplazamiento es la tasa de movimiento lineal

del arco a lo largo de la unión que se va a soldar. Si todas las demás condiciones

se mantienen constantes, la penetración de la soldadura es máxima a una

velocidad de recorrido intermedia.

Cuando se reduce la velocidad de recorrido, se incrementa la deposición del

metal de aporte por unidad de longitud. A velocidades muy bajas, el arco actúa

sobre el charco de soldadura, no sobre el metal base, con lo que se reduce la

penetración efectiva. Otra consecuencia es una franja de soldadura ancha.

Al incrementarse la velocidad de recorrido, en un principio se incrementa

también la cantidad de energía térmica que se transmite del arco al metal base,

porque el arco actúa de manera más directa sobre el metal base. Si continúa el

aumento en la velocidad de recorrido, se impartirá al metal base menos energía

térmica por unidad de longitud de la soldadura. Por tanto, al incrementarse la

velocidad de recorrido, la fusión del metal base primero aumenta y luego

disminuye. Si se aumenta todavía más la velocidad de recorrido, aparecerá una

tendencia al socavamiento a lo largo de los bordes de la franja de soldadura,

porque no se depositará suficiente metal de aporte para rellenar el trayecto

fundido por el arco.

1.4.5. Extensión del electrodo

La extensión del electrodo es la distancia entre el extremo del tubo de contacto

y la punta del electrodo. Un aumento en la extensión del electrodo produce un

aumento en su resistencia eléctrica. El calentamiento por resistencia, a su vez,

hace que se eleve la temperatura del electrodo, lo que aumenta ligeramente la

tasa de fusión del electrodo. La mayor resistencia eléctrica hace que aumente

la caída de voltaje entre el tubo de contacto y el trabajo, cosa que es detectada

por la fuente de potencia, la cual compensa este aumento reduciendo la

corriente. Esto de inmediato reduce la tasa de fusión del electrodo y permite

que se acorte la longitud física del arco. En consecuencia, a menos que haya

un incremento de voltaje en la máquina soldadora, el metal de aporte se

depositará en una franja de soldadura angosta y de corona alta.

La extensión de electrodo deseable generalmente está entre 6 y 13 mm (1/4 y

13

1/2 pulg) para la transferencia en cortocircuito y entre 13 y 25 mm (1/2 y 1

pulg) para los demás tipos de transferencia de metal.

1.4.6. Orientación del electrodo

Como en todos los procesos de soldadura por arco, la orientación del electrodo

con respecto a la unión por soldar afecta la forma y la penetración de la franja

de soldadura, y este efecto sobre la franja es mayor que el del voltaje del arco

o el de la velocidad de recorrido. La orientación del electrodo se describe de

dos maneras: (1) por la relación entre el eje del electrodo y la dirección de

desplazamiento (el ángulo de desplazamiento) y (2) con el ángulo entre el eje

del electrodo y la superficie adyacente del trabajo (ángulo de trabajo). Cuando

el electrodo apunta en dirección opuesta a la dirección del desplazamiento, la

técnica se denomina soldadura de revés con ángulo de arrastre. Cuando el

electrodo apunta en la dirección del desplazamiento, la técnica es soldadura de

derecha con ángulo de ataque. La orientación del electrodo y su efecto sobre la

anchura y la penetración de la soldadura.

Cuando el electrodo se saca de la perpendicular dándole un ángulo de ataque,

y todas las demás condiciones se mantienen sin alteración, la penetración

disminuye y la franja de soldadura se hace más ancha y plana. La penetración

máxima en la posición plana se obtiene con la técnica de arrastre, empleando

un ángulo de arrastre de unos 25 grados respecto a la perpendicular. Esta

técnica también produce una franja más convexa y angosta, un arco más estable

y menos salpicaduras en la pieza de trabajo. Para todas las posiciones, el ángulo

de desplazamiento que se usa normalmente es un ángulo de arrastre del orden

de 5 a 15 grados, ya que así se controla y protege mejor el charco de soldadura.

En algunos materiales, como el aluminio, se prefiere una técnica de ataque.

Esta técnica produce una "acción limpiadora" adelante del metal de soldadura

fundido que reduce su tensión superficial y la oxidación del metal base.

Si se desea producir soldaduras de filete en la posición horizontal, el electrodo

deberá colocarse a unos 45° respecto al miembro vertical (ángulo de trabajo),

como se ilustra en la figura.

1.4.7. Posición de la unión a soldar

Casi todas las soldaduras con GMAW en la modalidad de aspersión se efectúan

14

en las posiciones plana u horizontal, pero si el nivel de energía es bajo, la

GMAW a pulsos y en cortocircuito se puede usar en todas las posiciones. Las

soldaduras de filete hechas en la posición plana con transferencia por aspersión

suelen ser más uniformes, menos propensas, tener un perfil asimétrico o

convexo y menos susceptible al socavamiento que soldaduras de filete

similares hechas en la posición horizontal.

A fin de vencer la atracción de la gravedad sobre el metal de soldadura al soldar

en las posiciones vertical y cenital, por lo regular se usan electrodos de

diámetro pequeño, con transferencia de metal en cortocircuito o bien por

aspersión con corriente continua a pulsos. Los electrodos con diámetros de 1.1

mm (0.045 pulg) o menos son los más apropiados para soldar fuera de posición.

El bajo aporte de calor permite al charco de soldadura solidificarse

rápidamente. Cuando se suelda lámina en la posición vertical, la dirección de

soldadura más efectiva casi siempre es hacia abajo.

Si se suelda en la posición "plana", la inclinación del eje de soldadura respecto

al plano horizontal influirá en la forma de la franja de soldadura, en la

penetración y en la velocidad de recorrido. En la soldadura circunferencial en

posición plana, el trabajo gira debajo de la pistola soldadora y la inclinación se

obtiene moviendo la pistola en cualquier dirección que la aparte del centro

muerto superior.

Si las uniones lineales se colocan con el eje de soldadura a 15 grados respecto

a la horizontal y se suelda cuesta abajo, es posible reducir el refuerzo de la

soldadura en condiciones que producirían un refuerzo excesivo si se colocara

el trabajo en la posición plana. Además, con el desplazamiento cuesta abajo

casi siempre es posible aumentar la velocidad. Al mismo tiempo, la penetración

es menor, lo que resulta benéfico cuando se sueldan piezas de lámina.

La soldadura cuesta abajo afecta el perfil y la penetración de la soldadura. El

charco de soldadura tiende a fluir hacia el electrodo y precalienta el metal base,

sobre todo en la superficie. Esto produce una zona de fusión de forma irregular,

llamada depósito secundario. Al aumentar el ángulo de inclinación, la

superficie media de la soldadura adquiere una depresión, la penetración

disminuye y la anchura de la franja aumenta. En el caso del aluminio, esta

técnica cuesta abajo no es recomendable porque se pierde acción limpiadora y

el escudamiento es insuficiente.

15

La soldadura cuesta arriba afecta el perfil de la zona de fusión y de la superficie

de la soldadura. La fuerza de la gravedad hace que el charco de soldadura fluya

hacia atrás y se retrase respecto al electrodo. Los bordes de la soldadura pierden

metal, el cual fluye hacia el centro. Al aumentar el ángulo de inclinación,

aumentan también el refuerzo y la penetración, y la anchura de la franja

disminuye. Los efectos son exactamente opuestos a los de la soldadura cuesta

abajo. Si se emplean corrientes de soldadura elevadas, se reducirá el ángulo

máximo que puede usarse.

1.4.8. Tamaño del electrodo

El tamaño (diámetro) del electrodo influye en la configuración de la franja de

soldadura. Un electrodo de mayor tamaño requiere una corriente mínima más

alta que un electrodo pequeño con las mismas características de transferencia

de metal. Las corrientes altas, a su vez, producen mayor fusión del electrodo y

depósitos de soldadura más grandes y fluidos. Otra consecuencia de las

corrientes altas es el aumento en la tasa de deposición y en la penetración. No

obstante, la soldadura en posición vertical o cenital por lo regular se efectúa

con electrodos de menor diámetro y con corrientes más bajas.

1.4.9. Gas protector

Las características de los diversos gases y su efecto sobre la calidad de la

soldadura y las características del arco se analizan en la sección sobre

consumibles del presente informe.

1.5.Equipos de Soldadura.

Fig. 02. Equipo de Soldadura.

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El equipo básico para cualquier instalación de GMAW consiste en lo

siguiente:

1. Fuente de potencia para soldadura.

2. Control de soldadura.

3. Pistola soldadora (enfriada por aire o agua).

4. Suministro regulado de gas protector.

5. Unidad de alimentación del electrodo.

6. Suministro de electrodo.

7. Cables y mangueras para interconexión.

8. Sistema de circulación de agua (para sopletes enfriados por agua).

1.5.1. Pistolas soldadoras

Se pueden conseguir boquillas enfriadas por aire o por agua, curvadas o rectas,

tanto para pistolas ligeras como de trabajo pesado. Las pistolas enfriadas por

aire suelen ser más pesadas que las enfriadas por agua para el mismo amperaje

y ciclo de trabajo especificados, porque la pistola enfriada por aire requiere

más masa para compensar la menor eficiencia del enfriamiento. Los

componentes básicos de las pistolas para soldadura por arco son los siguientes:

-Tubo de contacto (o punta).

-Boquilla para el escudo de gas.

-Conducto para el electrodo y forro.

-Manguera de gas.

-Manguera de agua.

-Cable de potencia.

-Interruptor de control.

El tubo de contacto, que por lo regular es de cobre o de una aleación de cobre,

transfiere la corriente de soldadura al electrodo y dirige a este último hacia el

trabajo. El tubo de contacto se conecta eléctricamente a la fuente de potencia

de soldadura mediante el cable de potencia. La superficie interior del tubo de

contacto debe ser lisa para que el electrodo se alimente con facilidad a través

del tubo sin dejar de mantener un buen contacto eléctrico. El instructivo que

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acompaña a la pistola indica el tamaño de tubo de contacto correcto para cada

tamaño y material del electrodo.

En general, el agujero del tubo de contacto debe ser entre 0.13 y 0.25 mm

(0.005 y 0.010 pulg) mayor que el alambre empleado, aunque se podrían

requerir agujeros más grandes en el caso del aluminio. El tubo de contacto

debe sostenerse firmemente en el soplete y centrarse dentro de la boquilla del

escudo de gas. El posicionamiento del tubo de contacto en relación con el

extremo de la boquilla puede ser una variable que dependa de la modalidad de

transferencia empleada. Si la transferencia es en cortocircuito, el tubo por lo

regular estará en el mismo nivel o extendido más allá de la boquilla, pero si se

usa arco de rocío estará retraído aproximadamente 3 mm (1/8 pulg). Durante

la soldadura, deberá examinarse periódicamente y reemplazarse si el agujero

se ha dilatado por un desgaste excesivo o si se ha taponado con salpicaduras.

El empleo de una punta desgastada o taponada puede perjudicar el contacto

eléctrico y producir un arco con características irregulares.

La boquilla dirige una columna de gas protector de flujo uniforme hacia la

zona de soldadura. Es en extremo importante que el flujo sea uniforme para

asegurar que el metal de soldadura fundido esté bien protegido contra

contaminación por los gases de la atmósfera. Hay boquillas de diferentes

tamaños que deben elegirse de acuerdo con la aplicación; esto es, boquillas

grandes para trabajos con corriente elevada en los que el charco de soldadura

es grande, y boquillas pequeñas para soldadura de baja corriente y en

cortocircuito. Las boquillas para aplicaciones de soldadura de puntos cuentan

con aberturas que permiten al gas escapar cuando la boquilla se presiona

contra la pieza de trabajo. El conducto del electrodo y su forro se conectan a

una ménsula adyacente a los rodillos de alimentación del motor que alimenta

el electrodo. El conducto sustenta, protege y dirige el electrodo desde los

rodillos de alimentación hasta la pistola y el tubo de contacto. Se necesita una

alimentación ininterrumpida del electrodo para asegurar un arco estable. Es

preciso evitar que el electrodo se doble o se pandee. Si el electrodo no está

bien sustentado en todos los puntos entre los rodillos y el tubo de contacto,

tenderá a atascarse.

Se recomienda un forro helicoidal de acero si se usan electrodos de un material

duro como el acero o el cobre. Los forros de nailon sirven para materiales de

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electrodo blandos como el aluminio y el magnesio.

Hay que tener cuidado de no estrangular o flexionar excesivamente el

conducto aunque, como es usual, su superficie exterior tenga un refuerzo de

acero. El instructivo que acompaña a cada unidad por lo regular incluye una

lista de los conductos y forros recomendados para cada tamaño y material de

electrodo.

Los accesorios restantes llevan el gas protector, el agua de enfriamiento y la

potencia de soldadura a la pistola. Estas mangueras y cables pueden conectarse

directamente a los suministros correspondientes o al control de soldadura. Hay

escudos de gas con estela que pueden ser obligatorios para proteger el charco

de soldadura en operaciones de alta velocidad.

La pistola básica se conecta a una unidad alimentadora del electrodo que

empuja el electrodo desde una posición remota para hacerlo pasar por el

conducto. Existen otros diseños, que cuenta con un pequeño mecanismo de

alimentación del electrodo integrado. Esta pistola tira del electrodo en el

suministro, donde puede haber un impulsor adicional que al mismo tiempo

empuje el electrodo hacia el conducto (es decir, un sistema de "empuje-

tracción"). Este tipo de pistola también resulta útil para alimentar electrodos

suaves (como los de aluminio) o de diámetro pequeño, pues si se empujaran

el alambre podría pandearse. Otra variación es la de "carrete en la pistola" que

se ilustra en la figura, en la que el mecanismo de alimentación del electrodo y

el suministro del electrodo están integrados.

Fig. 03. Pistola Soldadura.

19

1.5.2. Unidad de alimentación del electrodo

La unidad de alimentación del electrodo (alimentador de alambre) consiste en

un motor eléctrico, rodillos impulsores y accesorios para mantener la

alineación y la presión sobre el electrodo. Estas unidades pueden incorporarse

al control de velocidad o ubicarse en una posición remota. El motor de

alimentación del electrodo por lo regular es de corriente continua, y empuja el

electrodo a través de la pistola hacia el trabajo. El motor debe tener un circuito

de control que varíe su velocidad dentro de un intervalo amplio.

Los alimentadores de alambre de velocidad constante normalmente se usan en

combinación con fuentes de potencia de voltaje constante. Pueden usarse con

fuentes de potencia de corriente constante si se añade un circuito de "ensarte"

lento del electrodo.

Si se emplea una fuente de potencia de corriente constante, se requiere un

control automático detector de voltaje. Este control detecta cambios en el

voltaje del arco y ajusta la velocidad de alimentación del alambre a modo de

mantener una longitud de arco constante. Esta combinación de alimentador de

alambre de velocidad variable y fuente de potencia de corriente constante está

limitada a alambres de diámetro grande [mayor que 1.6 mm (1/16 pulg)] con

los que se usan velocidades de alimentación más bajas. Si la velocidad de

alimentación del alambre es alta, la velocidad de motor normalmente no podrá

ajustarse con la rapidez suficiente para mantener la estabilidad del arco.

El motor de alimentación se conecta a un conjunto de rodillos impulsores que

transmiten la fuerza al electrodo; lo sacan del suministro de alambre y lo meten

a la pistola soldadora. Las unidades de alimentación de alambre pueden tener

un sistema de dos o de cuatro rodillos. El ajuste de presión de los rodillos

permite aplicar una fuerza variable al alambre, dependiendo de sus

características (por ejemplo sólido o con núcleo, duro o blando). Las guías de

entrada y de salida alinean debidamente el alambre con los rodillos y le dan

soporte para evitar que se doble.

Un rodillo provisto de un surco se combina con un rodillo de respaldo liso. Se

emplea un surco con forma de "V" para alambres sólidos duros, como los de

aceros al carbono e inoxidables, y un surco en forma de "U" para alambres

blandos como el de aluminio.

Los rodillos de alimentación con dientes de sierra o moleteados, con un rodillo

20

de respaldo moleteado, como los de la figura 4.22B, se usan generalmente con

alambres con núcleo. El diseño moleteado permite transmitir el máximo de

fuerza impulsora al alambre con el mínimo de presión de los rodillos. Estos

tipos de rodillos no se recomiendan para alambres blandos, como el de

aluminio, porque tienden a formar hojuelas del metal del alambre que pueden

llegar a taponar la pistola o el forro.

1.5.3. Control de soldadura

En aplicaciones semiautomáticas, el control de soldadura y el motor de

alimentación del electrodo pueden estar integrados en una sola unidad. La

función principal del control de soldadura es regular la velocidad del motor de

alimentación del electrodo, por lo regular mediante un gobernador electrónico.

Si aumenta la velocidad de alimentación del alambre, el operador incrementará

la corriente de soldadura. Una disminución en la velocidad de alimentación

produce corrientes de soldadura más bajas. El control también regula el

arranque y la detención de la alimentación del electrodo a través de una señal

procedente del interruptor de la pistola.

También están disponibles funciones de control de alimentación del electrodo

que permiten usar un "arranque de toque" (la alimentación del electrodo se

inicia cuando el electrodo toca el trabajo) o un "ensarte lento" (la tasa de

alimentación inicial se reduce hasta que se enciende el arco y luego se

incrementa hasta la requerida para soldar). Estas dos funciones se emplean

primordialmente en conjunción con fuentes de potencia de corriente constante,

y son especialmente útiles para la soldadura por arco de metal y gas de

aluminio.

Normalmente, el gas protector, el agua de enfriamiento y la potencia de

soldadura se suministran a la pistola a través del control, para lo que se requiere

una conexión directa del control con estos recursos y con la fuente de potencia.

El flujo de gas y de agua se regulan mediante válvulas de solenoide de modo

que coincidan con el inicio y la detención de la acción de soldar. El control

también puede determinar el inicio y la detención del flujo de gas, y energizar

el contactor de la fuente de potencia. Puede ser que el control permita cierto

flujo de gas antes de comenzar a soldar (prepurga) y después de terminar

21

(pospurga) con el fin de proteger el charco de soldadura. El control por lo

regular tiene una alimentación independiente de 115 V de ca.

1.5.4. Fuente de potencia

La fuente de potencia para soldadura suministra energía eléctrica al electrodo

y a la pieza de trabajo a fin de producir el arco. En casi todas las aplicaciones

de GMAW se emplea corriente continua con el electrodo positivo (CCEP); por

tanto, la terminal positiva se conecta a la pistola y la negativa a la pieza de

trabajo. Los tipos principales de fuentes de potencia de corriente continua son

generadores impulsados por motor (rotatorias) y transformadores-

rectificadores (estáticas). Los inversores están incluidos en la categoría

estática. Generalmente se prefieren las fuentes de transformador-rectificador

para fabricación dentro de un taller donde se dispone de una fuente de 230 V o

460 V. Este tipo de fuentes de potencia responde con mayor rapidez que las de

generador impulsado por motor cuando cambian las condiciones del arco. El

generador impulsado por motor se usa cuando no se dispone de otra fuente de

energía eléctrica, como en lugares remotos.

Ambos tipos de fuentes de potencia pueden diseñarse y construirse de modo

que suministren corriente constante o bien potencial constante. Las primeras

aplicaciones de GMAW empleaban fuentes de potencia de corriente constante

(a menudo conocidas como fuentes de caída). Estas fuentes mantienen un nivel

de corriente relativamente fijo durante la soldadura, sin importar las

variaciones en la longitud del arco. Estas máquinas se caracterizan por voltajes

de circuito abierto elevados y niveles de corriente en cortocircuito limitados.

Como suministran una salida de corriente prácticamente constante, el arco

mantendrá una longitud fija sólo si la distancia entre el tubo de contacto y el

trabajo permanece constante, con una velocidad de alimentación del electrodo

también constante.

En la práctica, como esta distancia varía, el arco tiende a "arder hacia atrás"

con el tubo de contacto o a "embotarse" dentro de la pieza de trabajo. Esto

puede evitarse empleando un sistema de alimentación del electrodo controlado

por el voltaje. Cuando el voltaje (longitud del arco) aumenta o disminuye, el

motor se acelera o se frena a fin de mantener constante la longitud del arco. El

sistema de control modifica automáticamente la velocidad de alimentación del

22

electrodo. Este tipo de fuente de potencia generalmente se usa para soldar con

transferencia por aspersión, ya que la corta duración del arco en la transferencia

en cortocircuito hace que el control por regulación del voltaje no resulte

práctico.

Al aumentar el número de aplicaciones de GMAW, se vio que una fuente de

potencia de voltaje (potencial) constante mejoraba la operación. Si se emplea

junto con un alimentador de alambre de velocidad constante, mantiene un

voltaje casi constante durante la operación de soldadura. El sistema de

potencial constante compensa las variaciones en la distancia entre la punta de

contacto y la pieza de trabajo que ocurren durante las operaciones de soldadura

normales incrementando o decrementando instantáneamente la corriente de

soldadura, a fin de contrarrestar los cambios en la extensión del electrodo

debidos a los cambios en la distancia entre la pistola y el trabajo.

La longitud del arco se establece ajustando el voltaje de soldadura en la fuente

de potencia. Una vez fijada, no se requieren más modificaciones durante la

soldadura. La velocidad de alimentación del alambre, que además se convierte

en el control de corriente, la establece el soldador u operador antes de comenzar

a soldar. Se puede ajustar dentro de un intervalo considerable antes de que el

arco se embote dentro de la pieza de trabajo o arda hacia el tubo de contacto.

Los soldadores y operadores de inmediato aprenden a ajustar los controles de

alimentación del alambre y de voltaje con un mínimo de capacitación.

Al aumentar la distancia entre la punta de contacto y el trabajo, el voltaje del

arco y la longitud del mismo tenderían a crecer; sin embargo, la corriente de

soldadura disminuye con este ligero aumento en voltaje, lo que compensa el

incremento en la extensión del electrodo. Por otro lado, si la distancia se acorta,

el menor voltaje irá acompañado por un aumento en la corriente que

compensará la reducción en la extensión.

La función de autocorrección de la fuente de potencia de voltaje constante es

importante para producir condiciones de soldadura estables, pero hay otras

variables que contribuyen a un rendimiento óptimo, sobre todo cuando la

transferencia se realiza en cortocircuito.

Además del control del voltaje de salida, puede ser deseable cierto grado de

control sobre la pendiente y la inductancia. El soldador u operador debe

entender el efecto de estas variables sobre el arco de soldadura y su estabilidad.

23

Voltaje: El voltaje de arco es el potencial eléctrico entre el electrodo y la pieza

de trabajo. Este voltaje es menor que el que se mide directamente en la fuente

de potencia a causa de las caídas de voltaje en las conexiones y a lo largo del

cable de soldadura. Como ya se dijo, el voltaje del arco está relacionado

directamente con la longitud del arco; por tanto, un aumento o reducción en el

voltaje de salida de la fuente de potencia producirá un cambio similar en la

longitud del arco.

Pendiente: La pendiente de la salida es la pendiente algebraica de la curva volt-

ampere y se acostumbra citarla como la caída de voltaje por 100 amperes de

aumento en la corriente.

La pendiente de la fuente de potencia, según la especificación del fabricante,

se mide en sus terminales de salida y no es la pendiente total del sistema de

soldadura por arco. Cualquier cosa que añada resistencia al sistema de

soldadura (por ejemplo cables de potencia, conexiones deficientes, terminales

flojas, contactos sucios, etc.) hará crecer la pendiente. Por tanto, en un sistema

de soldadura dado lo mejor es medir la pendiente en el arco. Se requieren dos

puntos de operación para calcular la pendiente de un sistema de soldadura del

tipo de potencial constante. No conviene usar el voltaje de circuito abierto

como uno de los puntos, porque en algunas máquinas hay una marcada caída

de voltaje a corrientes bajas.

La pendiente tiene una función preponderante en la modalidad de transferencia

en cortocircuito de GMAW en cuanto a que controla la magnitud de la corriente

de cortocircuito, que es el amperaje que fluye cuando el electrodo está en corto

con la pieza de trabajo. En GMAW, la separación de gotas de metal fundido

del electrodo se controla por un fenómeno eléctrico conocido como efecto de

estrangulación electromagnética. La estrangulación es la fuerza de

"constricción" que la corriente ejerce sobre un conductor al fluir por él.

En la transferencia en cortocircuito, la magnitud de la corriente de cortocircuito

es importante porque el efecto de estrangulación resultante determina la forma

cómo una gota fundida se desprende del electrodo. Esto, a su vez, afecta la

estabilidad del arco. Si hay poca o ninguna pendiente en el circuito de la fuente

de potencia, la corriente de cortocircuito subirá con rapidez hasta un nivel

elevado. El efecto de estrangulación será intenso, y la gota fundida se separará

violentamente del alambre. El excesivo efecto de estrangulación hará a un lado

24

abruptamente el metal fundido, despejará el cortocircuito, y producirá

demasiadas salpicaduras.

Si la corriente de cortocircuito disponible de la fuente de potencia se limita a

un nivel bajo mediante una pendiente pronunciada, el electrodo transportará la

corriente completa, pero es posible que el efecto de estrangulamiento sea

demasiado leve para separar la gota y restablecer el arco. En esas condiciones,

el electrodo chocará contra la pieza de trabajo o se congelará en el charco. Si

la corriente de cortocircuito tiene un valor aceptable, la separación de la gota

fundida del electrodo será suave con muy poca salpicadura. En la tabla 4.3 se

dan las corrientes de cortocircuito típicas requeridas para la transferencia de

metal con un arco lo más estable posible.

Muchas fuentes de potencia de voltaje constante están equipadas con un ajuste

de pendiente. Pueden ajustarse por pasos o continuamente para suministrar los

niveles deseados de corriente de cortocircuito para la aplicación de que se trate.

Algunos tienen pendiente fija que se ha establecido previamente para las

condiciones de soldadura más comunes.

Inductancia: Cuando el electrodo hace corto con el trabajo, la corriente sube

rápidamente a un nivel elevado. La característica del circuito que afecta la

rapidez de este aumento es la inductancia, que por lo regular se mide en henrys.

La magnitud máxima del efecto de estrangulación está determinada por el nivel

de corriente de cortocircuito final. El efecto de estrangulación instantáneo está

bajo el control de la corriente instantánea, y por tanto la forma de la curva

corriente-tiempo es significativa. La inductancia del circuito controla la

rapidez de elevación de la corriente. Sin inductancia, el efecto de

estrangulación se aplica con rapidez y la gota fundida será "cercenada"

violentamente del electrodo, con un exceso de salpicadura. Una inductancia

mayor produce una reducción en el número de cortocircuitos por segundo y

una aumento en el tiempo de "arco encendido". Esto último hace al charco más

fluido y produce una franja de soldadura más plana y lisa.

En la transferencia por aspersión, la adición de inductancia a la fuente de

potencia producirá un inicio de arco más suave sin afectar las condiciones de

soldadura de estado estable. Los ajustes a la fuente de potencia requeridos para

obtener condiciones de salpicadura mínima varían con el material y el diámetro

del electrodo. Por regla general, se requieren corrientes de cortocircuito e

25

inductancias más altas para electrodos de mayor diámetro. Hay fuentes de

potencia con niveles de inductancia fijos o ajustables por pasos o

continuamente.

1.5.5. Reguladores de gas protector

Se requiere un sistema que proporcione una tasa de flujo de gas protector

constante a presión atmosférica durante la soldadura. Un regulador de gas

reduce la presión del gas fuente a una presión de trabajo constante sin importar

las variaciones en la fuente. Los reguladores pueden ser de una o dos etapas y

pueden tener un medidor de flujo integrado. Los reguladores de dos etapas

suministran gas a una presión más consistente que los de una etapa cuando la

presión de la fuente varía.

La fuente de gas protector puede ser un cilindro de alta presión, un cilindro

lleno de líquido o un sistema de líquido de alto volumen. Es posible conseguir

mezclas de gases en un solo cilindro. Cuando se emplean dos o más fuentes de

gas o líquido, las proporciones correctas se obtienen por medio de dispositivos

mezcladores. El usuario debe determinar el tamaño y el tipo de la fuente donde

estará almacenado el gas, con base en el volumen de gas que se consuma al

mes.

1.5.6. Suministro del electrodo

El proceso GMAW emplea un electrodo de alimentación continua que se

consume con relativa rapidez. Por tanto, el suministro de electrodo debe

proveer una gran cantidad de alambre que pueda alimentarse con facilidad a la

pistola para elevar al máximo la eficiencia del proceso. Por lo regular, esta

fuente es un carrete o rollo que contiene entre 4.5 y 27 kg (10 y 60 lb) de

alambre, enrollado para que la alimentación esté libre de dobleces y nudos.

También hay carretes más grandes de hasta 114 kilogramos (250 lb), y se puede

conseguir alambre en tambores de 340 a 450 kilogramos (750 a 1000 lb). Se

emplean carretes pequeños [de .45 a 9 kg (1 a 2 lb)] con el equipo de "carrete

en la pistola". La especificación de la AWS o militar aplicable define los

requisitos de empaque estándar. Si el usuario tiene requerimientos especiales,

normalmente puede llegar a un acuerdo con el proveedor.

El suministro de electrodo puede estar ubicado muy cerca del alimentador de

26

alambre, o colocarse a cierta distancia y conducirse por medio de un equipo de

entrega especial. Normalmente, el suministro de electrodo deberá estar lo más

cerca posible de la pistola para minimizar los problemas de alimentación, pero

lo bastante lejos para dar flexibilidad y accesibilidad al soldador.

1.5.7. Consumibles

Además de los componentes del equipo, como las puntas de contacto y los

forros del conducto, que se desgastan y deben reemplazarse, los consumibles

del proceso GMAW son los electrodos y los gases protectores. La composición

química del electrodo, del metal base y del gas protector determinan la

composición del metal de soldadura. A su vez, esta composición determina en

gran medida las propiedades químicas y mecánicas del ensamble soldado. Los

que siguen son factores que influyen en la selección del gas protector y del

electrodo:

o Metal base.

o Propiedades que debe tener el metal de soldadura.

o Condición y limpieza del metal base.

o Tipo de servicio o requisito de especificación aplicable.

o Posición de soldadura.

o Modalidad de transferencia de metal que se piensa usar

27

CAPITULO II

GASES DE PROTECCION

La función principal del gas protector es impedir que la atmósfera entre en contacto con

el metal de soldadura fundido. Esto es necesario porque la mayor parte de los metales, al

calentarse hasta su punto de fusión en aire, presentan una marcada tendencia a formar

óxidos y, en menor grado, nitruros. Además, el oxígeno reacciona con el carbono del

acero fundido para formar monóxido y dióxido de carbono. Estos diversos productos de

reacción pueden causar deficiencias de la soldadura, como escoria atrapada, porosidad y

pérdida de ductilidad del metal-de soldadura. Los productos de reacción mencionados se

forman con facilidad en la atmósfera si no se toman precauciones para excluir el oxígeno

y el nitrógeno.

Además de proporcionar un entorno protector, el gas protector y la tasa de flujo tienen un

efecto importante sobre lo siguiente:

Características del arco.

Modalidad de transferencia del metal.

Penetración y perfil de la franja de soldadura.

Velocidad de soldadura.

Tendencia al socavamiento.

Acción limpiadora.

Propiedades mecánicas del metal de soldadura.

En la variante MIG (Metal Inert Gas), el gas de protección es inerte (no actúa activamente

en el proceso de la soldadura) siendo muy estable. Por otro lado en la

soldadura MAG (Metal Active Gas), el gas de protección se comporta de forma inerte en

la contaminación de la soldadura pero por el otro lado interviene termodinámicamente en

ella.

2.1. Soldadura MIG

Dentro de los gases inertes disponibles en Europa el más empleado es el argón, y en

Estados Unidos es el helio el que más se utiliza.

El argón de alta pureza solo es utilizado en soldadura de titanio, aluminio, cobre y

níquel. Para la soldadura de acero se tiene que aplicar con cantidades inferiores al 5%

mezclado con oxígeno ya que el argón puro produce mordeduras y cordones

28

irregulares. Así se mejora la penetración y ensanchamiento de la parte inferior del

cordón.

La utilización de helio produce cordones más anchos y una penetración menos

profunda que la producida por el argón.

2.2.Soldadura MAG

El dióxido de carbono (CO2) es uno de los gases empleados en este tipo de soldadura.

Es un gas inodoro, incoloro y con un sabor picante. Tiene un peso de una vez y media

mayor que el aire, además es un gas de carácter oxidante que en elevadas temperaturas

se disocia en una reacción en el arco de 2CO2-2CO2+O absorbiendo calor y en la

recomposición en la base2CO2+O cediendo calor.

Sus inconvenientes son que produce arcos muy enérgicos, con lo que también se

producen un gran número de proyecciones.Por otro lado es un gas mucho más barato

que el argón, capaz de producir penetraciones mucho más profundas y anchas que

éste. También tiene la ventaja que reduce el riesgo de mordeduras y faltas de fusión.

La mezcla de dióxido de carbono y argón se suele utilizar con partes de entre el 15%

y el 25% de CO2. Las ganancias de trabajar con esta mezcla son una mejor visibilidad

del baño, un arco más suave, con menores turbulencias, un baño de fusión más frío,

un mejor aspecto y presentación del cordón, menos proyecciones y una mejor

estabilidad de arco. Su mayor inconveniente es de tipo económico.

Tabla Nº01. Propiedades y aplicaciones de los gases protectores.

Gas Propiedades Aplicaciones Comentarios

Argón

(Ar)

· Conductividad térmica baja

(provoca cordón estrecho con

elevada penetración en el

centro)

· Gas inerte (no reactivo)

· Excelente estabilidad de arco

· Arco spray posible para

mezclas >= 80% Ar

· Puro: Metales no férricos (Ni, Cu, Al,

Mg, Ti Zr)

· Mezcla: Aceros

· Ar puro tiende a provocar

mordeduras al usarse en

aceros

Helio

(He)

· Conductividad térmica

elevada (provoca cordón

menos afilado)

· Gas inerte

· Puro: Metales no férricos, cuando se

necesita más aporte de calor que con

Ar

· He puro provoca arco

errático y proyecciones al

29

· Más ligero que el aire (peor

protección que Ar en posición

plana)

· Arco errático y proyecciones

en aceros

· Voltaje arco mayor que Ar

(mayor cambio de voltaje al

cambiar la longitud de arco)

· Más proyecciones que Ar

· Peor apariencia del cordón

que Ar

usarse en aceros

· El gas más caro en general

CO2

· Gas reactivo

· Permite mayores velocidad de

avance y penetración

· Menor coste

· Modo corto circuito y globular

sólo

· Elevado nivel de salpicaduras

· Cordón de superficie rugosa y

peor mojado de paredes que Ar

· GMAW con acero al carbono y baja

aleación

· Único gas reactivo

adecuado para ser usado

puro como gas de

protección

· Para disminuir las

proyecciones hay que bajar

el voltaje (longitud de arco)

Hidrógeno

(H2)

· Elevada conductividad

térmica

· Elevada reactividad

(inflamable)

· Gas más ligero

· Corte por plasma

· Tratamientos térmicos

Nitrógeno

(N2)

· No combustible

· Reactivo a muy altas

temperaturas con Ti, Mg, Al

· Más ligero que el aire

· Puro: Corte por plasma

· Mezcla: Soldadura

· Puro no se recomienda

como gas de soldadura

porque reacciona con metal

fundido

Oxígeno

(O2)

· Oxidante fuerte

· Reacciona con todos los

elementos excepto gases

nobles

· Puro: Soldadura y corte por oxigás · Adición a Ar (5% O2 máx.)

mejora estabilidad arco,

apariencia cordón, mojado

paredes

Ar-O2

· El O2 estabiliza el arco,

mejora la apariencia del cordón

y el mojado de paredes

· Inoxidable: 1% O2 máx.

· Acero–C o baja aleación: 2% O2

máx.

· Hasta 5% O2 permite

velocidad de avance mayor

y baño más caliente

Ar-CO2 · A más CO2 más corriente

necesaria para arco spray

· Amplias en acero-C y baja aleación

· CO2 ³ 25% No arco spray, pero en

· No se recomienda para

inoxidable

30

· CO2 ³ 20% Arco spray

inestable

· A más CO2 baño más caliente

· Elevado nivel de proyecciones

corto circuito máxima productividad

y mínima penetración en chapa fina

Ar-He

· Gas inerte

· Perfil cordón típico He (ancho

y parabólico) + arco spray

típico Ar

· Metales no férricos

· Inoxidable y baja aleación

· En corto circuito se añade

60-90% He para aumentar

el aporte de calor

Ar-O2-

CO2

· Todos los modos de

transferencia

· Menor aportación de calor

(disminución penetración

excesiva)

· Aceros-C, baja aleación e

inoxidables cuando se quiere mayor

tasa deposición y velocidad avance

que Ar-CO2 sólo (en arco spray)

Ar-He-

CO2

· Mejor mojado de paredes,

fluidez y apariencia del cordón

(más aporte de calor)

· Menor porosidad

· Aceros baja aleación e inoxidables · Mayor retención de

aleaciones

· Mayor penetración

2.3.Propiedades físicas de los gases

2.3.1. Conductividad Térmica

La conductividad térmica se define como la capacidad o habilidad para

conducir el calor. La conductividad térmica del gas afecta a la forma del

arco y el perfil de penetración que produce.

El argón tiene una conductividad térmica baja y produce un arco con dos

zonas diferenciadas. En el centro se establece una zona estrecha de alto

calor. La baja conductividad térmica provoca que este calor no se

transmita hacia fuera fácilmente por lo que la zona exterior del arco es

mucho más fría y menos afilada. El perfil de penetración que se obtiene al

soldar con argón como gas de protección refleja directamente la existencia

de estas dos zonas diferenciadas: un cilindro central caliente envuelto por

un cono más frío. Una sección transversal del cordón muestra un cordón

estrecho con elevada penetración en el centro (ver figura 4).

En el extremo opuesto respecto a conductividad térmica tenemos gases

como el helio, argón-hidrógeno y argón-CO2. Estos gases tienen

31

conductividad térmica elevada y, por tanto, provocan más conducción de

calor radial desde el centro del arco. Esta expansión radial del calor

provoca una columna de arco caliente más ancha que da lugar a un cordón

menos afilado (ver figura 4).

Fig. Nº04. Perfiles de contorno de cordón y penetración para varios gases de protección.

2.3.2. Disociación y Asociación

Algunos gases tienen como unidad básica un átomo. Otros tienen como

unidad básica varios átomos unidos, es decir, moléculas. Ejemplos de

gases moléculas con el dióxido de carbono (un átomo de carbono y dos de

oxígeno), hidrógeno (dos átomos de hidrógeno) o oxígeno (dos átomos de

oxígeno). El gas argón en un átomo.

Cuando los gases se calientan en el arco se “rompen” o disocian en sus

átomos. Estos átomos se ionizan para producir electrones libres y flujo de

corriente. Las moléculas disociadas buscan el equilibrio. Para conseguirlo

se desplazan a la superficie de trabajo, que está más fría, y allí se

recombinan. Este proceso de recombinación produce más calor en la

superficie de trabajo. Debido a esta rotura y recombinación de moléculas,

los gases como el dióxido de carbono, el hidrógeno o el oxígeno crean más

calor en la superficie de trabajo. Son, por tanto, gases más “calientes” que

el argón o el helio, y provocan mayor penetración en el metal base (ver

figura 4).

2.3.3. Reactividad

La reactividad es la capacidad o habilidad de los gases para reaccionar con

el metal fundido. Hay dos tipos de gases según su reactividad: inertes y

32

reactivos. Cada tipo de gas tiene un efecto diferente en la composición

química del metal soldado.

Tabla Nº02. Reactividad de los gases de protección.

Gas Símbolo Reactividad Naturaleza Efecto en Comp. Química

Argón Ar Inerte No reactivo Ninguno

Helio He Inerte No reactivo Ninguno

Nitrógeno N2 Inerte generalmente Puede reaccionar Sólo a altas temperaturas

Oxígeno O2 Reactivo Oxidante Formación de óxidos

Dióxido de Carbono CO2 Reactivo Oxidante Formación de óxidos

Hidrógeno H2 Reactivo Reductor Prevención de formación

óxidos

2.3.4. Tensión Superficial

La tensión superficial no sólo afecta a la transferencia de gota, sino

también a la forma del cordón. La interacción del metal base con la

atmósfera que lo rodea juega un papel muy importante en el contorno del

cordón. Cuando las interacciones superficiales son elevadas el cordón es

más convexo. Cuando las tensiones son menores el cordón tiende a ser

más plano. El argón puro produce una alta tensión superficial y, por tanto,

provoca un baño de fusión menos fluido que da lugar a cordones convexos.

Si se añade oxígeno y/o dióxido de carbono al argón se obtiene un baño

más fluido.

2.4.Gases y sus aplicaciones

2.4.1. Argón

El argón proporciona una estabilidad de arco excelente. Se usa

normalmente mezclado con otros gases como oxígeno, dióxido de carbono

y helio. El argón se utiliza en metales no férricos, como aleaciones base

níquel, cobre, aluminio o magnesio, y también en aceros inoxidables y de

baja aleación, y metales reactivos como titanio y circonio.

33

Gracias a su bajo potencial de ionización, el argón crea un excelente

“camino” para la corriente y un arco muy estable. Además, crea un perfil

de penetración en forma de dedo que es único del argón. El arco plasma

que se crea al utilizar argón como gas de protección se caracteriza por un

cono interno muy caliente rodeado por otro externo de menor energía.

2.4.2. Helio

El Helio posee una conductividad térmica superior a la del argón y, por

tanto, produce un arco plasma más uniformemente disperso, dando lugar

a un cono caliente más ancho. El arco del helio produce un cordón amplio

y parabólico. Es en general el más caro de los gases de protección.

2.4.3. Argón vs Helio

Las principales diferencias entre argón y helio son:

a) Densidad.

b) Conductividad térmica como función de las características de

ionización

c) Características de arco

La densidad del argón es aproximadamente 1,4 veces la del aire (más

pesado) mientras que la del helio es aproximadamente 0,14 veces la del

aire (más ligero). Cuanto más pesado es el gas, más efectivo es

protegiendo el arco y el metal soldado en posición plana, para cualquier

caudal de gas. Por este motivo, el helio requiere alrededor de dos o tres

veces más caudal que el argón para proporcionar la misma protección.

Para cualquier velocidad de alimentación, el voltaje de arco con argón es

notablemente inferior al de helio. Como resultado de esto, hay menos

cambio de voltaje respecto a cambio en la longitud de arco con argón que

con helio, y el arco tiende a ser más estable con argón. El arco del argón

(para mezclas de composición mínima 80% de argón) produce

transferencia en spray para niveles de corriente superiores al nivel de

transición. El uso de helio proporciona una transferencia de metal en

grandes gotas en el rango de operación normal. Por tanto, el helio produce

mayor nivel de proyecciones y peor apariencia de cordón en comparación

al argón.

34

El argón, al ionizarse más fácilmente, facilita el encendido y proporciona

menor acción limpiadora de superficie cuando se utiliza en polaridad

reversa (electrodo positivo).

2.4.4. Hidrógeno

El hidrógeno es un gas inflamable por lo que puede ser explosivo cuando

se mezcla con ciertas concentraciones de oxígeno, aire o otros oxidantes.

Al ser el elemento más ligero y al tener elevadas reactividad y conducción

térmica es muy útil en corte por plasma, tratamientos térmicos y algunas

aplicaciones de soldadura.

2.4.5. Nitrógeno

El nitrógeno es un gas inodoro, incoloro e insípido que da lugar al 78% de

la atmósfera terrestre. Es un poco más ligero que el aire y no es

combustible. A las temperaturas que se alcanzan en la soldadura reacciona

con algunos metales como titanio, magnesio y aluminio. Es por ello que

no se recomienda como gas de protección primario para aplicaciones de

soldadura. Se utiliza, eso sí, en combinación con otros gases en soldadura

y corte por plasma.

2.4.6. Oxígeno

El oxígeno es un oxidante fuerte que reacciona con prácticamente todos

los elementos excepto los gases inertes (argón, helio, neón, etc.). Gracias

a ello, es un gas ideal para la soldadura y el corte por oxigás. En soldadura

GMAW se suele añadir al gas argón pequeñas cantidades de oxígeno,

normalmente de 5% o menos, para mejorar la estabilidad del arco, la forma

del cordón y el mojado de paredes.

2.4.7. Dióxido de Carbono

El dióxido de carbono (CO2) es un gas reactivo muy usado para la

soldadura GMAW de aceros al carbono y de baja aleación. Es el único gas

reactivo adecuado para ser usado puro (100% CO2) como gas de

protección para el proceso GMAW. El uso extensivo del CO2 como gas

de protección se ha visto potenciado por algunas de sus características

35

como las mayores velocidades de soldadura y penetración del cordón que

proporciona, y el menos coste.

El uso de CO2 como gas de protección limita los tipos de transferencia en

GMAW a corto circuito y globular. La transferencia en arco spray es

característica del argón y no se puede conseguir con CO2. Al soldar con

transferencia globular se produce un elevado nivel de salpicaduras. Para

disminuirlas es necesario reducir el voltaje, es decir, la longitud de arco.

En comparación con el argón, el CO2 produce un cordón de excelente

penetración pero con superficie más rugosa y peor mojado de paredes.

2.4.8. Adiciones de O2 y CO2 a Argón y a Helio

Argón puro y, hasta cierto punto, helio producen excelentes resultados al

soldar metales no férricos. Por el contrario, estos gases puros no

proporcionan características satisfactorias en la soldadura de metales

férricos: el helio puro provoca arco errático acompañado de salpicaduras

mientras que el argón tiene una marcada tendencia a provocar mordeduras.

La adición de un 1-5% de O2 o de un 3-10% de CO2 (incluso hasta un

25% de CO2) produce importantes mejoras en estas deficiencias

operacionales.

La cantidad óptima de O2 o de CO2 a añadir al gas inerte es función de

las condiciones de la superficie (cascarilla) del metal base, de la geometría

de la unión, de la posición o técnica de soldadura y de la composición del

metal base. En general, una adición de un 3% de O2 o de un 9% de CO2

se considera un nivel adecuado para cubrir un amplio rango de estas

variables.

La adición de CO2 a argón tiende a mejorar el cordón de soldadura al

provocar un perfil más definido en forma de “pera”.

2.4.9. Mezclas Argón-Oxígeno

Las adiciones de pequeñas cantidades de oxígeno al argón estabiliza

notoriamente el arco, aumenta el ratio de gota del metal de aportación y

mejora la apariencia de la forma del cordón.

36

El baño de soldadura está más caliente y, por tanto, más fluido,

permitiendo que el metal fluya hasta el contorno entre el metal base y

metal fundido.

Para soldar acero inoxidable con arco spray se añade hasta un 1% de

oxígeno. Esta cantidad es suficiente para conseguir las características

mencionadas anteriormente. Para soldar aceros al carbón, de baja aleación

e inoxidables con arco spray se añade hasta un 2% de oxígeno. Adiciones

de hasta 5% de oxígeno proporcionan un baño de soldadura mucho más

caliente y grande. El oxígeno adicional permite además mayores

velocidades de soldadura.

2.4.10. Mezclas Argón- CO2

Las mezclas argón-CO2 se utilizan ampliamente en la soldadura de aceros

al carbono y de baja aleación, pero tienen limitadas aplicaciones en aceros

inoxidables. En general la adición de dióxido de carbono al argón provoca

un aumento en las proyecciones.

La utilización de mezclas argón- CO2 en GMAW provoca que sean

necesarias corrientes más elevadas para conseguir transferencia en arco

spray. Niveles superiores a un 20% de dióxido de carbono provoca

transferencia arco spray inestable con aumento de las proyecciones y

disminución de la eficiencia.

Mezclas de hasta un 10% de CO2 pueden utilizarse para transferencia en

arco pulsado o en corto circuito par un amplio rango de espesores. Para

arco pulsado en soldadura en posición y con aceros de baja aleación

pueden usarse mezclas de menor contenido en CO2. Este arco será mucho

más tolerable a la presencia de cascarilla y proporcionará un baño más

controlable que otras mezclas. Las mezclas con un 10% de CO2 provocan

una mayor aportación de calor (heat input) resultando en un baño de

soldadura más ancho y más fluido.

Mezclas de hasta un 25% de pueden ser usadas genéricamente como gas

de protección multiuso para aceros al carbono y de baja aleación. Con arco

en corto circuito se pueden obtener máxima productividad y mínima

penetración en chapa fina. Por otro lado, esta mezcla no es capaz de

establecer transferencia en arco spray.

37

2.4.11. Mezclas de Argón y Helio

El argón puro se utiliza frecuentemente en aplicaciones de soldadura de

metales no férricos. El uso de helio puro está más restringido a

aplicaciones especializadas debido a la limitada estabilidad de arco que

proporciona. Por otro lado las deseables características de cordón que se

obtienen con helio (ancho y parabólico) hacen que a menudo sean el

objetivo del uso de mezclas argón-helio. El resultado es un mejor perfil

del cordón además de la transferencia en arco spray característica del

argón.

En transferencia en corto circuito se utilizan mezclas de argón-helio de 60

a 90% de helio para obtener una mayor aportación de calor en el metal

base, y, así, mejores propiedades de fusión. Para algunos metales, como

acero inoxidable y de baja aleación, se elige argón con adición de helio en

lugar de CO2 para obtener un aporte de calor más elevado, ya que el helio

no reacciona con el metal soldado evitando los efectos adversos en las

propiedades mecánicas que estas reacciones pueden provocar.

2.4.12. Mezclas de Argón-Oxígeno-CO2

Estas mezclas son muy versátiles, ya que pueden usarse en una gran

variedad de modos de transferencia, en concreto, en arco en cortocircuito,

arco globular, arco spray y arco pulsado. Además, proporcionan todos

estos modos de transferencia independientemente del espesor del acero al

carbono o de baja aleación. Aunque aplicables en cualquier modo de

transferencia, se utilizan principalmente en arco spray, proporcionando

mayor tasa de deposición y mayor velocidad de avance que las mezclas

con dióxido de carbono sólo.

Estas mezclas proporcionan además una menor aportación de calor, por lo

que minimizan la penetración excesiva y la distorsión.

2.4.13. Mezclas de Argón-Helio-CO2

La adición de helio y dióxido de carbono al argón aumenta la aportación

de energía a la soldadura resultando en un mejor mojado de paredes, mayor

fluidez y mejor apariencia del cordón. Adiciones específicas de helio y

38

dióxido de carbono proporcionan un amplio rango de beneficios tales

como mejores propiedades mecánicas, reducción de porosidad, excelente

retención de aleaciones, mayor penetración y mayor resistencia a la

corrosión.

2.5.Factores a considerar al elegir el tipo de gas a usar:

Hay varios factores que es necesario considerar al determinar el tipo de gas de

protección a emplear. Estos son:

Tipo del metal base.

Características del arco y tipo de transferencia metálica.

Velocidad de soldadura.

Tendencia a provocar socavaciones.

Penetración, ancho y forma del depósito de soldadura.

Disponibilidad.

Costo del gas.

Requerimientos de propiedades mecánicas.

Tabla Nº03. Eleccion del gas de Proteccion

39

CAPITULO III

TRANSFERENCIA DEL METAL

3.1.Transferencia por cortocircuito

En este tipo de transferencia, la más utilizada por la aplicación MAG, el material

aportado se funde en gotitas entre 50 y 200 veces por segundo cuando la punta del

electrodo toca el metal fundido de soldadura y hace cortocircuito. Se usan corrientes

y tensiones bajas, los gases son ricos en dióxido de carbono y los electrodos son de

alambre de diámetro pequeño. Debido a sus características de bajo aporte de calor, el

método produce pequeñas zonas de soldadura fundida de enfriamiento rápido, que lo

hacen ideal para soldar en todas las posiciones. La transferencia de cortocircuito es

también especialmente adaptable a la soldadura de láminas metálicas con un mínimo

de distorsión y para llenar vacíos o partes más ajustadas con una tendencia menor al

sobrecalentamiento de la pieza que se está soldando.

Con este tipo de transferencia se sueldan piezas de espesores pequeños ya que la

corriente aplicada es baja en comparación con otros tipos.

Fig. Nº05. Transferencia por cortocircuito.

3.2.Transferencia globular

Se usa frecuentemente en la aplicación MAG y algunas veces en MIG. Cuando se

trabaja con esta transferencia, el hilo se funde en gotas gruesas que pueden llegar a

todos los huecos. El metal se transfiere en gotas de gran tamaño y ocurre por gravedad

cuando el peso de éstas excede la tensión superficial. Se usan gases ricos en dióxido

de carbono y argón, y además produce altas corrientes que permiten una mayor

40

penetración de la soldadura y mayores velocidades que las que se alcanzan con las

transferencias por cortocircuito y spray. También, se producen bastantes salpicaduras

y por ello no es recomendable soldar sobrecabeza (tubular), siendo conveniente

ejecutarse en posición horizontal. Las piezas más pesadas se suelen unir por medio de

este método. Este tipo de transferencia no se usa en ningún trabajo, pero se puede ver

en operaciones de puesta a punto de máquinas.

Fig. Nº06. Transferencia Globular.

3.3.Transferencia por pulverización axial

Es el método clásico utilizado en la aplicación MIG. El metal de aporte es

transportado a alta velocidad en partículas muy finas a través del arco, entre 500 y

2000 veces por segundo. La fuerza electromagnética es alta, lo que permite atomizar

las gotas desde la punta del electrodo en forma lineal hacia el área de soldadura. Se

puede soldar a altas temperaturas. Adicionalmente es preciso usar corriente

continua y electrodo positivo para garantizar que las gotas se formen y se suelten a

razón de centenares por segundo. El gas de protección es argón o una mezcla rica en

argón.

Este tipo se recomienda para soldaduras en piezas de grandes espesores gracias a su

gran penetración en el material.

3.4.Transferencia por arco pulsado

En esta nos encontramos con dos corrientes, una continua y débil cuyo objetivo es

proporcionar al hilo la mínima energía para que se produzca el arco y otra a impulsos

producidos a una cierta frecuencia. Cada pulsación hace fundir una gota del mismo

diámetro que el hilo desprendiéndola sobre la pieza antes de que el hilo toque a esta.

De esta forma se consigue que no se produzcan las proyecciones que se pueden ver

41

en otros tipos. Con este tipo se logra una ganancia en penetración gracias a la elevada

intensidad que se produce durante la pulsación y al mismo tiempo una reducción del

consumo de energía.

Fig. Nº06. Arco pulsado.

42

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA SOLDADURA GMAW

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA SOLDADURA GMAW

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Las principales ventajas que ofrece el

proceso MIG/MAG son:

• Se puede soldar en todas las

posiciones.

• Buena apariencia o acabado (pocos

salpicados).

• Poca formación de gases

contaminantes y tóxicos.

• Soldadura de espesores desde 0,7 a 6

mm sin preparación de bordes.

• Proceso semiautomático o automático

(menos dependiente de la habilidad de

operador).

• Alta productividad o alta tasa de metal

adicionado.

• Las principales bondades de este

proceso son la alta productividad y

excelente calidad; en otras palabras, se

puede depositar grandes cantidades de

metal (tres veces más que con el proceso

de electrodo revestido) con una buena

calidad.

• Se puede soldar a mayor velocidad.

• Son equipos mas pesados y complejos

(cilindros de CO2 O Ar y alimentación de

alambre) no es práctico para soldadura de

campo.

• Su aplicación es más amplia en

soldadura de bajos espesores.

• Mala regulación de la maquina produce

mucha porosidad.

• Requiere ambiente con aire en calma o

mejor dicho dificultadad para trabajar al

aire libre.

• Las elevadas densidades de corriente

inalcanzables radian mucho calor.

• Mayor costo del equipo.

• Mano de obra más calificada que para el

proceso SMAW.

• Enfriamiento más rápido en

comparación con otros métodos.

43

CONCLUSIONES

La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es un proceso semiautomático,

automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo consumible y continuo

que es alimentado a la pistola junto con el gas inerte en soldadura MIG o gas activo

en soldadura MAG, el cual crea la atmósfera protectora.

La función principal del gas protector es impedir que la atmósfera entre en contacto

con el metal de soldadura fundido. Esto es necesario porque la mayor parte de los

metales, al calentarse hasta su punto de fusión en aire, presentan una marcada

tendencia a formar óxidos y, en menor grado, nitruros.

Se recomienda escoger adecuadamente el voltaje y los demás parámetros de soldadura

antes de realizar los cordones pues si no lo realizamos correctamente podemos

provocar defectos en la placa; éstos pueden ser salpicaduras (como en nuestro caso)

o inclusive se pueden formar grietas, porosidades o discontinuidades al no tomar en

cuenta este tipo de precauciones.

Se debe tener cuidado con el manejo de la pistola, pues un descuido podría ocasionar

accidentes en el laboratorio. Es importante recordar que cuando oprimimos el gatillo

de la pistola, el gas y el electrodo empiezan a salir a través de la misma, y si éste toca

la placa provocaremos que se cierre el circuito y se forme el arco. Si no estamos

preparados para ello, corremos el riesgo de percibir dicho arco sin utilizar las gafas

de protección y esto conlleva además otro tipo de peligros tanto para el soldador como

para quienes están a su alrededor.

Es importante también escoger adecuadamente el electrodo con el cual vamos a

trabajar, pues como pudimos observar durante la realización de esta práctica, al

escoger un electrodo de mayor diámetro provocaremos que éste se trabe dentro de la

tobera y tendremos que detener todo el proceso para poder dar solución a este

inconveniente. A nivel industrial esto significaría pérdidas para la empresa y siempre

debemos estar conscientes de este tipo de problemas para poder darles una oportuna

solución.

44

BIBLIOGRAFIA

MANUAL DE SOLDADURA. 1ERA EDICIÓN Rodríguez, Pedro Claudio..

Editorial alsina. 2001.

MANUAL TECNICO DE SOLDADURA.- AMERICAN WELDING

SOCIETY- Prentice Hall.-1994.

MANUAL DE SOLDADURA GMAW (MIG-MAG) Rowe, Richard; Jeffus,

Larry editado por Grupo Paraninfo. En 2008.

MANUAL SOLDADURA MIG MAG 3ª edición de José Cueto Martos CESOL,

2005.

MANUAL DEL SOLDADOR (23ª EDICION) GERMAN HERNANDEZ

RIESCO , CESOL, 2012

SOLDADURA. PRINCIPIOS Y APLICACIONES 5ª edición norteamericana -

LARRY JEFFU - CESOL, 2008

SOLDADURA ELECTRICA Y SISTEMAS T.I.G Y M.A.G – JOSE MARIA

RIVERA ARIAS editado por Grupo Paraninfo. En 2003.

45

ANEXOS

46

A-1. Tipos de gas con relación a diferentes tipos de materiales a soldar.

ACERO AL CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN:

(Ar + CO2)

Recomendado para la soldadura de aceros al Carbono y de baja aleación (Cromo-

Molibdeno) de espesores < 10mm en cortocircuito y en arco spray.

(Ar + CO2)

Recomendado para la soldadura de aceros al carbono y de baja aleación (Cromo-

Molibdeno) de espesores < 15mm en cortocircuito y en arco spray.

(Ar + CO2)

El alto contenido de CO2 le capacita para penetrar altos espesores (e > 15mm).

Ideal para arco spray con penetraciones y ratios de aporte cercanos al CO2 puro.

(Ar + CO2

+ O2)

Recomendado para la soldadura de aceros al Carbono de espesores < 6mm en

arco spray pulsado. Confiere unas propiedades excelentes para procesos

automáticos de soldadura: incremento de velocidad y nivel mínimo de

proyecciones.

ACERO INOXIDABLE

(Ar + CO2)

Válido para soldadura convencional y MIG-sinérgico. La adición de CO2 aumenta

la penetración.

(Ar + O2)

Válido solo para la transferencia en spray. La adición de O2 estabiliza el arco y

disminuye las mordeduras.

(Ar + He +

CO2)

Recomendado para la transferencia en cortocircuito en aplicaciones de soldadura

de láminas de pequeño espesor y en cualquier posición. Aumento de la velocidad

y productividad.

(Ar + He +

CO2)

Válido para la transferencia en spray, cortocircuito, pulsada y las técnicas de MIG-

sinérgico para todas las posiciones. Buenos perfiles de los cordones de soldadura

y buena apariencia. Poca oxidación superficial.

(Ar + He +

CO2 + H2)

Válido para aceros inoxidables Austeníticos. Apropiado para arco pulsado. Mejora

de la penetración y fusión de la soldadura.

ALUMINIO Y SUS ALEACIONES

ARGÓN Arco estable y controlable. Válido para el aluminio puro y sus aleaciones.

(Ar + He)

La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que

asegura una mejor fusión del material con espesores < 9mm.

(Ar + He)

La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que

asegura una mejor fusión del material con espesores > 9mm.

47

COBRE Y SUS ALEACIONES

ARGÓN Empleado para láminas y chapas < 9mm de espesor.

(Ar + He)

La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que

asegura una mejor fusión del material con espesores < 6mm.

(Ar + He)

La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que

asegura una mejor fusión del material con espesores > 6mm.

NIQUEL Y SUS ALEACIONES

ARGÓN

Se emplea para láminas y chapas < 9mm de espesor.

Válido para las técnicas por arco pulsado.

(Ar + He)

La adición de Helio proporciona un arco eléctrico de mayor aporte térmico que

asegura una mejor fusión del material con espesores > 9mm.

ACERO DULCE

CO2 Transferencia globular

MAGNESIO

Ar

Ar+0,5%

Transferencia Spray usado en especial para metales que producen óxidos pesados

y difíciles de reducir como el aluminio o magnesio.

A-2. Soldadura Gmaw.

48

A-3. Equipo de Soldadura.

A-3. Gases Protectores.