Mezclas de gas para GMAW de acero al carbón

Una de las preguntas que más se hacen con relación a los gases de protección es ¿qué mezcla de gas debe usarse? Desafortunadamente, no hay una respuesta definitiva debido a que diferentes metales, espesores, requerimientos de soldadura y procesos pueden usar diversas mezclas de gas posibles.

El gas de protección es importante para el proceso de soldadura por un par de razones. Primera, evita que el aire atmosférico entre en el pozo de soldadura y cause porosidad, fractura y nitrurado que podrían destruir la resistencia de la junta de soldadura. Segunda, el gas de protección actúa como un medio para ayudar al flujo de electrones en el arco, lo que permite que los electrones sigan fluyendo y den a la soldadura propiedades diferentes con base en el gas seleccionado.

Dos de los gases usados más comúnmente para soldar por arco metálico (GMAW) acero al carbón son el dióxido de carbono (CO₂) y el argón (Ar). Veamos las diversas cualidades que cada gas individual aporta a la soldadura y cómo trabajan juntos cuando se combinan.

Dióxido de Carbono

El usar CO₂ como el único gas de protección produce un cordón de soldadura ancho y poco profundo. Se usa más comúnmente en soldadura por arco con núcleo de fundente protegido por gas (FCAW) y debe operarse a un voltaje relativamente alto en comparación con otros gases debido a su estructura atómica y a la libera-ción de electrones, que puede llevar a problemas al soldar materiales delgados. El mejor atributo del CO₂ es que se trata de un gas de penetración profunda, razón por la cual es incluido en las mezclas la mayoría de las veces.

El CO₂ es un gas reactivo, lo que significa que produce oxígeno y monóxido de carbono durante el proceso de soldadura, llevando a oxidación del metal de soldadura. El usar un alambre de soldadura con alto contenido de manganeso o silicio evitará que esto ocurra, pero ambos se depositarán en el pozo de soldadura y aparecerán en la superficie del metal después de soldar. Recuerde hacer la limpieza necesaria antes de pintar o galvanizar su componente.

Hablando en términos generales, usar CO₂ puro produce mucha salpicadura debido a su interacción con el alto voltaje, el flujo de electrones y el material que esté usando. Eso, aunado a que éste tiende a generar más humo, con frecuencia lleva a la gente a buscar otras opciones.

Argón

Soldar con argón puro produce un arco concentrado y enfocado, lo que resulta en un perfil angosto y una penetración profunda. El perfil de cordón generalmente tiene un pico más alto en el centro de la soldadura con mejor impregnación en los bordes en comparación con el CO₂.

A diferencia del CO₂, el argón no es reactivo, lo que elimina el potencial de oxidación en el pozo de soldadura. Esto significa que usted puede usar un alambre con contenido bajo de silicio y manganeso si el metal en sí no requiere los elementos de limpieza adicionales. Además requiere poca energía (un valor menor de voltaje) para continuar el flujo de electrones a través del arco, lo cual resulta en un inicio de arco más limpio y un flujo de electrones más estable a través del gas que el CO₂.

El argón es el estándar para soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW). Sin embargo, en la GMAW se usa argón junto con otros gases.

Mezclas de Argón/Dióxido de Carbono

Por separado, el argón y el CO₂ poseen cualidades deseables e indeseables. Sin embargo, estos gases juntos pueden resaltar sus puntos fuertes mientras que compensan sus debilidades, por así decirlo.

Por ejemplo, el argón puro no se recomienda para GMAW en materiales ferrosos, debido al perfil de penetración (es decir, la forma de la zona de fusión dentro del metal base). El argón puro produce una soldadura angosta con forma de dedo, por lo que es fácil errar juntas y no penetrar la profundidad necesaria en la dirección correcta. Sin embargo,

cuando se agrega CO₂ a la mezcla, las características de los dos gases se combinan para brindar una excelente calidad de soldadura.

El argón y el CO₂ no pueden mezclarse y alimentarse adecuadamente mediante cilindros en mezclas con mucho más del 25 por ciento de CO₂. El CO₂ se bombea como líquido y, debido a la manera en que éste y el argón compri-mido salen del cilindro, sólo es posible un uso parcial del cilindro y no puede garantizarse la calidad de la mezcla. Por lo tanto, estas mezclas son usualmente de 75 a 95 por ciento de argón y de 5 a 25 por ciento de CO₂.

75 por ciento de argón/25 por ciento de CO₂.Ésta es la mezcla de gas usada más comúnmente para GMAW de corto-circuito. El CO₂ brinda un cordón de penetración más amplio que el argón solo. Por otro lado, el argón le presta estabilidad al CO₂ que ayuda a reducir la salpicadura y controlar el perfil de soldadura. Es un proceso de arco en corto, por lo que sigue habiendo algo de salpi-cadura, incluso con los ajustes óptimos. Esta mezcla también puede usarse de manera efectiva en alambres con núcleo de fundente hechos para operar con un gas mezclado.

85 Por ciento de Argón/15 Por ciento de CO₂. Si su aplicación requiere una soldadura más rápida y más limpia, usar un mínimo de 85 por ciento de argón con 15 por ciento de CO₂ combinado con voltajes más altos permite transfe-rencia por rocío. La cantidad de argón debe estar en este nivel de 85 por ciento o en un nivel más alto para que la acción de rocío ocurra correctamente.

La transferencia por rocío impulsa pequeñas gotas de metal fundido hacia el charco de soldadura a diferencia de hacer contacto con el metal y poner en corto (arco en corto) o transferir una gota grande (globular) difícil de controlar. Debido al charco de soldadura más fluido y a las velocidades de deposición mayores en la transferencia por rocío, este proceso no se recomienda para soldadura fuera de posición. Si una parte requiere soldadura fuera de posición con alta deposición, se recomiendan los modos de transferencia por pulso o globular. Los modos de transferencia globular deben usarse sólo para soldadura fuera de posición. Para ambos modos de transferencia, por pulso y globular, se recomiendan gases con 85 por ciento de argón o más.

90 por ciento de Argón /10 por Ciento de CO₂. Ésta es una mezcla muy común para transferencia por rocío usada con frecuencia en robótica debido a que brinda una velocidad de viaje más rápida. Además se usa comúnmente con alambre de núcleo metálico.

Haciendo las Preguntas Correctas

Seleccionar la mezcla correcta de argón/CO₂2 requiere que usted haga ciertas preguntas con respecto a las especificaciones deseadas de la soldadura y los requerimientos de producción. ¿Qué perfil de cordón se requiere? ¿Dónde se localiza la junta? ¿Cuáles son nuestros requerimientos de limpieza?

Obtener las respuestas a estas preguntas es crítico para seleccionar el gas apropiado para su aplicación. Aquí es donde es importante preguntarle a un experto y hacer algunas pruebas. Puede encontrar que menos limpieza y veloci-dades de viaje más rápidas resultan de un simple aumento en el contenido de argón. Con la escasez actual de soldadores, toda ganancia en productividad usando la mano de obra existente es útil.