Consejos para la soldadura TIG de acero inoxidable

Soldar acero inoxidable con soldadura por arco con electrodo de tungsteno protegida por gas (GTAW, por sus siglas en inglés), también conocida como TIG, con frecuencia se vuelve un asunto delicado.

Usted no desea agregar demasiado calor al acero inoxidable, el cual generalmente es un material más sensible de trabajar. En consecuencia, la entrada de calor y los cálculos del calentamiento son muy importantes.

Aquí es donde entra en escena la velocidad de viaje de soldadura. Mientras más rápido pueda ir mientras aplica soldadura TIG a acero inoxidable, menor tiempo pasará soldando una parte, lo que se traduce en menor absorción de calor en el material circundante.

Invertir en fuentes de poder de inversor más pequeñas y portátiles, en pulsado e incluso en mezclas de gas de protección de argón/hidrógeno puede ayudarle a optimizar la entrada de calor, la velocidad de viaje y la penetración de soldadura—lo que beneficia a los soldadores TIG y a los dueños de los talleres por igual.

Fuentes de poder de inversor y portabilidad

Para muchos, trabajar en acero inoxidable significa trabajar con tubos en sitios de trabajo como plantas procesadoras de pollo, destilerías de vodka, cervecerías pequeñas, instalaciones farmacéuticas y otros.

Mucho del trabajo actualmente puede hacerse domésticamente, a menudo con equipo de soldadura más grande. Aunque al final de cuentas, la mayoría de las aplicaciones requerirán que usted vaya al sitio de trabajo donde no son convenientes máquinas con transformadores grandes debido

a los requerimientos de energía de alimentación y a la logística de movilidad.

“En primer lugar, son sumamente pesadas”, dijo Andrew Pfaller, gerente de segmento de Miller Electric. “Pero luego, si encuentra energía, ¿tiene las conexiones correctas? ¿Tiene que vincular el producto? Eso con frecuencia genera problemas”.

Las fuentes de poder de inversor portátiles generalmente pesan menos de 50 libras (22.7 kg)—significativamente menos que una máquina con transformador; “como del tamaño de una lonchera”, dijo Pfaller. La mayoría serán de 150, 160 o 200 amperes debido a que el trabajo en campo usualmente puede hacerse con 200 amperes o menos.

“Típicamente usted puede llevar una máquina con inversor a un sitio de trabajo sin usar un montacargas y sin que alguien le ayude a levantarla. Si usted puede hacer eso con una persona, en lugar de usar el tiempo de dos personas, eso impactará significativamente su productividad y su rentabilidad”, dijo.

El pulsado brinda control, reduce el atraso del arco

Junto con la portabilidad, la tecnología de inversor permite la pulsación a frecuencias más altas. Una fuente de poder basada en transformador típicamente obtiene de 10 a 20 pulsos por segundo. Una fuente de poder basada en inversor puede lograr hasta 500 pulsos por segundo; algunas pueden llegar a 5,000 pulsos por segundo.

Pfaller dijo que cualquier valor arriba de los 100 pulsos por segundo le dará mayor control direccional.

“Si está intentando hacer una soldadura en filete, una junta en esquina interior o una conexión T-K-Y como en tubo, eso le permite apuntar el arco y la soldadura donde deben ir”, dijo.

“En tubería sanitaria—la cual se usa mucho en la industria de los alimentos y bebidas y en la producción de lácteos—todo es acero inoxidable de pared delgada con amperajes relativamente bajos; usted no tiene tanta fuerza en el arco por el amperaje; necesita complementar eso con la estabilidad de arco que aporta la pulsación”.

El uso de un pulsador ayuda a reducir “el atraso del arco”, que es cuando el arco de soldadura se queda atrás del lugar donde se apunta el electrodo y donde el charco realmente se forma.

“Puede ser una manera burda de describirlo, pero es casi como estar intoxicado. Su cerebro está pensando una cosa pero su cuerpo se queda atrás con su respuesta”, dijo Pfaller. “El material en esas aleaciones de níquel se comporta de manera similar en el hecho de que tiene una respuesta lenta ante lo que se le aplique.

“Usar un pulsador puede causar agitación del charco, lo cual reduce la cantidad de atraso y retardo del charco. Entonces, ¿qué significa eso para alguien? Puede significar una mejor calidad de la soldadura debido a que ahora la soldadura va a donde se quiere que vaya. Pueden tenerse velocidades de viaje más rápidas debido a que ahora no se tiene que esperar que ese charco los alcance”.

El pulsado reduce la entrada de calor de la soldadura, lo cual reduce la cantidad de distorsión. Como regla empírica, los aceros se reducen alrededor del 10% cuando solidifican, dijo Pfaller.

“Si usted tiene una junta de soldadura y está haciendo un charco de soldadura mucho más grande de lo que se necesita, ese charco se reduce, y cuando solidifica causa distorsión en exceso”, dijo. “Esa distorsión con frecuencia da como resultado alguna forma de retrabajo o proceso de enderezamiento que no se consideró. Las compañías ocupan mucho tiempo arreglando o enderezando cosas después de la soldadura y antes de que puedan hacer operaciones subsecuentes”.

¿Vale la pena probar la mezcla de argón/hidrógeno?

Históricamente, los soldadores TIG usan argón como su gas de protección cuando trabajan con acero inoxidable. Sin embargo, en ciertas aplicaciones como soldadura de tubo de pared delgada, algunos cambiaron a una mezcla con bajo porcentaje de hidrógeno. En este escenario, se mezcla con argón aproximadamente entre 1 y 2% de hidrógeno.

Pfaller dijo que ha visto crecer el uso de la mezcla de gas de protección de argón hidrógeno. Esta mezcla crea una mayor cantidad de calor para cambiar el perfil de penetración de la soldadura.

“La gente que hace tubo de pared delgada o tubería sanitaria usará una junta a tope cuadrada en lugar de poner un bisel en el tubo. Luego usan un gas de protección mezclado con hidrógeno y obtienen penetración adicional para eliminar básicamente esa preparación de junta”, dijo.

Esta junta sólo debe usarse con aleaciones de acero inoxidable, agregó.

A diferencia del helio—el cual enfrenta una escasez de suministro en esta época—los suministros de hidrógeno y argón no son un problema dada su relativa abundancia en la atmósfera.

Algunos negocios han optado por hacer su propia mezcla, dijo Pfaller. Les advirtió a los talleres que consideren esto cuidadosamente, dada la inflamabilidad de la mezcla en concentraciones más altas.

“Quienes están analizando hacer la mezcla ellos mismos necesitan tomar las precauciones necesarias para asegurarse de mantener un bajo porcentaje en la mezcla de gas de protección”, dijo. “Esto puede causar problemas de seguridad, y necesitan tomarse precauciones si hacen la mezcla ellos mismos en lugar de adquirir una mezcla con un proveedor de gas. Su proveedor de gas de protección puede darles alguna guía y reglamentación al respecto”.

Ahorros en operaciones a largo plazo

Al final de cuentas, hacer cambios en estas áreas traerá más beneficios financieramente que buscar ahorros en presupuestos de consumibles o reemplazos de la copa de antorcha TIG, dijo Pfaller.

Muchas de las personas con las que habla Pfaller no hacen cambios debido a que la soldadura ocupa alrededor de 10% de las operaciones de un taller. Si la velocidad de soldadura mejora un 10%, eso equivale a alrededor de 1% de ahorro en las operaciones totales.

Los beneficios que vienen cuando se cambia a fuentes de poder basadas en inversor y pulsos incluyen eliminar trabajo agregado sin valor, usando un perfil de junta más agresivo, eliminando biseles en tubos, y logrando una penetración plena en una junta a tope cuadrada.

“Ese tiempo de preparación de la soldadura y el retrabajo y las operaciones post-soldadura es donde se gasta la mayor parte del tiempo de una compañía”, dijo Pfaller.

“Utilizando cosas como pulsación de CD, ahora usted puede reducir o básicamente eliminar algunas de esas otras operaciones relacionadas con la soldadura. Si usted puede eliminarlas, ahora no sólo está eliminando 1%, está eliminando 10, 20, 30% de las operaciones previas y posteriores a la soldadura de la compañía”, dijo.