Las mezclas que funcionan

Gases de protección para soldadura por arco metálico

February 22, 2013

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Los gases de protección hacen más que simplemente proteger la soldadura contra la contaminación atmosférica. El gas y las mezclas de gas que usted usa también influyen en el perfil de soldadura y en la forma del cordón de soldadura.

Los gases de protección probablemente son mejor conocidos por su capacidad de proteger el metal de soldadura fundido contra la contaminación atmosférica. Aun cuando esto es cierto y su presencia es necesaria, los ga-ses y mezclas de protección hacen mucho más que eso. Éstos influyen en el perfil final de soldadura y en la forma del cordón de soldadura, y en la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) un gas io-nizado debe estar presente para llevar la carga del electrodo al material base. Además pueden influir en como se transfiere el metal fundido a través del arco.

Mientras mejor entienda usted cómo afectan los gases de protección a las soldaduras en acero al carbón, acero inoxi-dable y aluminio, más fácil será hacerle ajustes a su mezcla cuando llegue el momento, en su caso.

Desglose por material

En ciertos materiales, agregar elementos activos proporciona la estabilidad necesaria al arco, la cual se manifiesta en la forma en que el metal fundido se desprende al final del electrodo conforme se funde. Sin embargo, para otros materiales el agregar elementos activos puede afectar adversamente las propiedades del material al final de cuentas. Es importante saber cuales materiales requieren elementos activos y cuales no.

Acero al carbón. Al usar GMAW en aceros al carbón, es importante agregar oxígeno—ya sea en su forma pura o en forma de CO2—a la ecuación. El electrodo de soldadura típicamente contiene más manganeso y silicio que el metal base. Esos dos elementos sirven como desoxidantes y reaccionan con el oxígeno para formar un sólido y evitar la formación de porosidad.

La combinación de argón con CO2 es la mezcla de gas de protección más común para GMAW de acero al carbón. Otra opción es combinar argón con oxígeno. El acero al carbón debe tener un componente de gas activo presente, y dado que el argón es inerte, usted no querrá soldar acero al carbón con argón al 100 por ciento porque será difícil mantener un arco estable. Agregar un poco de CO2 u oxígeno ayudará a estabilizar el arco. Dicho esto, usted puede soldar con 100 por ciento de CO2 en acero al carbón, pero eso influirá en la transferencia de metal a través del arco. Para soldadura automatizada, 90 por ciento de argón / 10 por ciento de CO2 es probable que sea la mezcla más común.

Acero inoxidable. Un cierto porcentaje de un elemento activo debe estar presente en su mezcla de gas al soldar acero inoxidable, pero al mismo tiempo, usted querrá poder mantener las propiedades del acero inoxidable. Demasiado CO2 en su mezcla podría provocar la formación de carburos de cromo en la soldadura, lo que podría reducir la resistencia del material a la corrosión. La mezcla más común de gas para soldar acero inoxidable es 98 por ciento de argón / 2 por ciento de oxígeno. En años recientes, 98 por ciento de argón / 2 por ciento de CO2 se ha vuelto una mezcla popular. El CO2 proporciona una forma de cordón que difiere ligeramente de la producida con oxígeno, y proporciona en apariencia más estabilidad del arco.

El tercer tipo de gas que se usa comúnmente es trimix basado en helio. Para modos de transferencia por corto circuito, generalmente es 90 por ciento de helio/7.5 por ciento de argón/2.5 por ciento de CO2. El helio ayuda al metal de soldadura a impregnarse en el metal base, proporcionando un perfil de cordón más liso.

El problema que enfrentan ahora los soldadores que usan esta mezcla de gas es la limitada disponibilidad de helio y el consiguiente alto precio. Puede usar una mezcla de argón/oxígeno o una mezcla de argón/CO2, pero tendría que cambiar sus parámetros un poco—tal vez el voltaje—pero muchas personas descubren que pue-den hacer una soldadura aceptable con una mezcla de gas de dos componentes.

Aluminio. El argón es el gas de uso más común para la GMAW de aluminio. Es imperativo evitar usar elementos activos en materiales no ferrosos, pues su presencia resulta en soldaduras sucias y porosas. Debido a que el aluminio tiene una conductividad térmica más alta que otros materiales, usted puede usar 100 por ciento de helio debido a que éste permite un arco más caliente y un voltaje más alto para una longitud de arco dada que el argón. Sin embargo, hacerlo tiene sus desventajas, que incluyen un pozo de soldadura más grande y más difícil de controlar y una menor estabilidad del arco. A veces, una mezcla de argón/helio—posiblemente 75/25 ó 50/50—queda perfectamente bien. Pero nuevamente, debido a la reciente escasez de helio y su costo asociado, la mayoría de los talleres trabajarán con 100 por ciento de argón si pueden.

Sugerencias

Entienda las desventajas. Mientras más CO2 use en sus mezclas de gas al soldar aceros, más profunda será la penetración de la soldadura. Sin embargo, hay una desventaja: a mayor cantidad de CO2, más salpicadura tenderá a obtener. Hay una delgada línea entre obtener la pene-tración que usted desea y evitar la salpicadura. Es cuestión de prueba y error encontrar los niveles de mezcla que funcionan mejor para el resultado que usted espera.

Conozca su modo de transferencia. El modo de transferencia por rocío tiende a ser el modo de transferencia más terso, más caliente y de mayor penetración en GMAW. Pero el modo de transferencia por rocío no puede existir si la mezcla que usa tiene menos de 80 por ciento de argón. Si usted usa más de 20 por ciento de CO2 con argón, el modo de transferencia cambia de transferencia por corto circuito a baja corriente y voltaje, a transferencia globular a mayor corriente y voltaje. En la transferencia globular, grandes go-tas de metal se dispersan a través del arco, lo cual crea salpicadura.

El modo de transferencia por corto circuito es útil para aplicaciones que requieren una entrada de calor muy baja. Un modo de transferencia con baja entrada de calor es bueno para soldar hojas delgadas donde es muy probable que perfore con un modo de transferencia más caliente, o para soldadura fuera de posición, digamos, por ejemplo, vertical o aérea. En esos casos, usted no querrá lidiar con la gravedad y un gran pozo de soldadura. Al soldar acero al carbón en modo de transferencia por corto circuito, 100 por ciento de CO2 bastará.

Considere el espesor de su material. Con aluminio grueso, por ejemplo, es más probable que usted agregue helio debido a que mientras más grueso sea el metal, más extraerá el calor, y por ello necesita un arco más caliente.



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