INTRODUCCIÓN AL SOLDEO POR ARCO PROTEGIDO CON GAS

DESIGNACIÓN EUROPEA / DESIGNACIÓN AMERICANA

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TEMA 11 – INTRODUCCIÓN AL SOLDEO POR ARCO PROTEGIDO CON GAS

Procesos de soldeo más habituales que usan gas de protección:

1. Soldeo TIG
2. Soldeo MIG/MAG
3. Soldeo FCAW-G
4. Soldeo por plasma

La función principal de los gases de protección es proteger toda la zona de soldadura (el metal fundido, el baño de fusión y el electrodo) del aire atmosférico, para evitar que se formen óxidos, poros y grietas.

Otra función: facilitar la transferencia del material en la soldadura por arco, ionizándose para permitir establecer el arco y la formación de la columna de plasma.

Gases de protección: Gases inertes: Argón (Ar) y Helio (He)

                                    Gases activos: Dióxido de Carbono (CO2), Hidrógeno (H2), Oxígeno (O2), Nitrógeno (N2)

Una mezcla de gases es activa siempre que alguno de sus componentes lo sea, y sólo es inerte si todos sus componentes lo son.

Un gas se denomina activo porque reacciona químicamente a la temperatura del arco e interfiere en las características de la soldadura, los inertes permanecen inalterables, por lo tanto no interfieren, sólo protegen.

Propiedades de los gases:

1. Energía de ionización: Al establecerse un arco eléctrico, éste proporciona una energía de ionización y de disociación al gas circulante que hace que se ionice (sus átomos se separan en iones y electrones). Un gas ionizado se denomina plasma. Cuando el gas ionizado entra en contacto con la pieza le transmite energía. Cuanto mayor sea la energía de ionización de un gas más difícil será el establecimiento del arco, pero será mayor la energía que aporte a la pieza. Ej: el argón tiene una energía de ionización más baja que el helio por lo que le aportará menos calor a la pieza.

1. Densidad: Cuanto mayor sea la densidad de un gas, menos caudal se requerirá. Ej: El CO2 tiene una densidad más alta que el argón, y el argón 10 veces más alta que el helio.

1. Conductividad térmica: Es la facilidad para transmitir calor, cuanta más conductividad térmica, más anchos y con más penetración serán los cordones. Ej: El helio tiene más que el argón.

El Argón:

1. Proporciona mayor protección porque es más denso que el helio.
2. Tiene un cebado fácil y un arco más estable y con menos proyecciones porque su energía de ionización es baja.
3. Idóneo para pequeños espesores porque transmite menos calor a la pieza.
4. Los cordones son más estrechos que los de helio y menos profundos.
5. Es más barato que el helio y más caro que el CO2.

El Helio:

1. Se necesita un mayor caudal que del argón para una misma protección ya que es menos denso.
2. Tiene un arco poco estable comparado con el argón.
3. Idóneo para grandes espesores ya que tiene un alto aporte térmico.
4. Los cordones son anchos y de gran penetración.
5. Es más caro que el argón y cunde menos.
6. Se puede soldar a gran velocidad.
7. Se puede usar con materiales de gran conductividad como el cobre, reduciéndose la necesidad de precalentamiento.
8. En muchas ocasiones se añade al argón para aumentar su aporte térmico y penetración.

El Dióxido de carbono (CO2):

1. Es el único gas activo que puede usarse como protección. Se puede usar solo, pero mezclado con argón mejora mucho las características de la soldadura.
2. Se usa en MAG y FCAW (tubular)
3. Es barato.
4. Gran penetración y velocidad de soldeo.
5. No se puede transferir en “spray”, sólo transferencia globular o en cortocircuito.
6. Bastantes proyecciones.
7. La superficie de los cordones queda ligeramente oxidada, aunque en el acero al carbono casi ni se nota, pero en el inoxidable sí.

Adiciones al gas de protección:

1. Oxígeno: Aditivo del argón en el soldeo MAG y FCAW. En pequños porcentajes, nunca más del 8% porque se oxidaría el metal fundido.

1. Estabiliza el arco.
2. Permite la transferencia en “spray” con intensidades más bajas.
3. Mejora el aspecto del cordón.
4. Baño de fusión más fluido.

1. Hidrógeno: Aditivo del argón en el soldeo TIG o plasma. Hasta el 5%.

1. Permite aumentar la velocidad de desplazamiento.
2. Aumenta la penetración y anchura del cordón.
3. Aumenta el aporte térmico.

1. Nitrógeno: Aditivo del argón en soldeo por plasma, TIG y MAG. Es poco común, se usa casi exclusivamente en el soldeo del cobre y sus aleaciones. No se puede usar en acero al carbono, ni en algunos aceros inoxidables porque aumenta la probabilidad de fisuración.

1. Es barato.
2. Aumenta la penetración y anchura del cordón.
3. Aumenta el aporte térmico.

Gas de respaldo: Se aplica en la raíz de la soldadura, para protegerla durante el soldeo, en materiales no férreos y sobre todo en el acero inoxidable. Suele usarse argón. También se utilizan en tuberías tapando los extremos con cinta de papel, tapas de plástico o esferas hinchables. No es necesario con acero al carbono.

Identificación de las botellas:

TEMA 13- SOLDEO MIG/MAG

MIG/MAG: Soldeo por arco eléctrico con protección de gas en el que se utiliza un electrodo de alambre macizo y desnudo que se alimenta de forma continua automáticamente y se convierte en metal despositado según se consume

Ventajas:

1. Puede usarse para cualquier tipo de material (el metal de aporte debe ser similar al metal base)
2. Puede usarse en cualquier posición
3. Al usar un electrodo continuo aumenta la productividad y se reduce el número de uniones entre cordones y con ello el riesgo de imperfecciones.
4. No hay escoria.

Limitaciones:

1. El equipo de soldeo es mas caro y menos transportable que el de SMAW.
2. Es dificil utilizarlo en espacios reducidos o alejados de la fuente d energía. Existen máquinas en las que la bovina va en una maleta transportable.
3. En exteriores hay que tener cuidado de que el viento no desplace el gas de protección.

Fuente de energía: Deberá ser capaz de funcionar a intensidades elevadas, generalmente menores de 500A y suministrar corriente continua, además de tener una tensión constante (por eso se autorregulan constantemente cuando vamos variando la lingitud de arco), (en las de electrodo la intensidad es constante, por eso no sirven para mig/mag).

Autorregulación: Es importante para garantizar la estabilidad del arco. Si por alguna causa la distancia entre el extremo del alambre y la pieza aumenta, la tensión y la longitud de arco aumentarán pero, al mismo tiempo, la intensidad disminuirá por lo que la fusión será más lenta, y ocurre lo contrario si la distancia entre alambre y pieza disminuye.

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