SOLDADURA TIPO TIG

SOLDADURA TIG El sistema TIG (en

inglés, tungsten inert gas), es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa, que utiliza el intenso calor de un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar, donde puede o no utilizarse metal de aporte.

Se utiliza gas de protección cuyo objetivo es desplazar el aire, para eliminar la posibilidad de contaminación de la soldadura por el oxígeno y nitrógeno presente en la atmósfera.

La característica más importante que ofrece este sistema es entregar alta calidad de soldadura en todos los metales, incluyendo aquellos difíciles de soldar, como también para soldar metales de espesores delgados y para depositar cordones de raíz en unión de cañerías.

Como inconvenientes está la necesidad de proporcionar un flujo continuo de gas, y el encarecimiento que supone.

Además, este método de soldadura requiere una mano de obra muy especializada, lo que también aumenta los costos. Por tanto, no es uno de los métodos más utilizados sino que se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisión.

La soldadura TIG se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con adición de torio o circonio en porcentajes no superiores a un 2%. Estos aumentos le aportan capacidad y mejoran sus cualidades, sin embargo los electrodos de Tungsteno puro son recomendables para la soldadura de aluminio ya que la punta se derrite en forma circular, de manera que esta permite aumentar la estabilidad del Arco.

Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde

a 3410 °C), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado.

ELECTRODO DE TUGNSTENO

Electrodo de Torio

Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos.

El proceso TIG es muy utilizado en la industria alimentaria y farmacéutica gracias a que es un proceso muy limpio que no deja residuos y no contamina el metal base.

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

Características de la soldadura TIG

• No se requiere de fundente y no hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura.• No hay salpicadura, chispas ni emanaciones, al no circular metal de aporte a través del arco.• Brinda soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión.• Al igual que todos los sistemas de soldadura con protección gaseosa, el área de soldadura es claramente visible.• El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la pistola y/o el metal de aporte.

El equipo para sistema TIG consta básicamente de:

Fuente de energía.

Máscara.

Equipos

• Unidad de alta frecuencia. Se utiliza especialmente para soldar aluminio y magnesio, ya que permite que la corriente salte entre electrodo y la pieza, perforando la película de oxido que se forma en la superficie de estos metales, abriendo una senda para que siga la corriente de soldadura.

• Manguera y antorcha: A través de la manguera circula la corriente de soldadura, el gas de protección y el refrigerante en aquellos equipos que dispongan de refrigeración, así como el cableado para el control del pulsador

Suministro gas de protección: la función principal es evitar el contacto del aire del ambiente con el electrodo y el metal fundido en el momento en que se realiza la soldadura.

Suministro agua de enfriamiento: se utilizacuando se sueldan espesores grandes mientras para espesores pequeños se utiliza el enfriamiento por aire.

Los equipos de soldadura TIG pueden disponer de diversas opciones de regulación.

Los parámetros más habituales son: 1. Tipo de corriente (continua o alterna): para

soldadura de acero o aluminio. 2. Tipo de polaridad (directa o inversa): con el

cambio de polaridad se consigue que la aportación de calor se centre más en la pieza o en el electrodo.

3. Tipo de arranque: por contacto o por aproximación.

Regulación del equipo

4. Balance: el balance sólo en corriente alterna; en negativo se consigue más penetración, y en positivo, mas limpieza.

5.Rampas: se obtiene una aportación de energía más progresiva.

6. Post-gas: se regula el tiempo de aportación de gas después del final de la soldadura para refrigerar el cordón.

7. Caudal de gas: el caudal de gas dependerá del material base y del tipo de soldadura, con o sin aportación de material.

Adecuada para soldaduras de responsabilidad (pase de raíz).

El proceso puede ser mecanizado o robotizado.

Facilita la soldadura en lugares de difícil acceso.

Ofrece alta calidad y precisión.Óptimas resistencias mecánicas de la articulación soldada.Poca generación de humo

Beneficios

Soldeo de la primera pasada de tuberías de aceros aleados, aceros inoxidables y aleaciones de Níquel.

Soldeo de equipos de Al, Ti y aleaciones de Ni.

Soldeo de tubos a la placa de los intercambiadores de calor

Soldeo interno de reactores de urea en acero inoxidable y Ti.

Aplicaciones

soldadura TIG en la carrocería del automóvil:

Actualmente la soldadura TIG no se emplea en la fabricación de la carrocería del automóvil en grandes series; no obstante, la podemos encontrar en la fabricación de vehículos exclusivos, generalmente vehículos deportivos con chasis de aluminio tubular o motocicletas.

Historia de la soldaduraLa tecnología de la soldadura se basa en el

pensamiento original, tal como en muchas otras disciplinas científicas. El crecimiento de esta rama de la ingeniería se realizó gracias a las contribuciones de hombres comunes, hombres que no dudaron en aplicar cada pizca de conocimiento adquirido, cuando era posible, para resolver problemas prácticos.

Muchos asignan el crédito de ser los precursores de la soldadura a Sir Humphrey Davy quien descubrió el arco eléctrico en 1801 y a Auguste De Meritens con su primera soldadora por arco eléctrico en 1880. Sin embargo Mucho antes de que estos dos distinguidos señores aparecieran en escena, el profesor G. Ch. Lichtenberg (Goettingen 1742-1799) suelda una bobina de reloj y una hoja de cortaplumas mediante arco eléctrico.

Evolución histórica-1919: se llevan a cabo las primeras

investigaciones sobre el uso de gases de protección en los procesos de soldeo.

-1924: es el año donde aparece la primera patente TIG registrada por los americanos Devers y Hobard.

-1948: comienza a emplearse gas inerte con electrodo consumible, dando lugar a lo que más tarde será conocido como procedimiento MIG.

-1952: es el año donde comienza a emplearse gas activo con electrodo consumible, dando lugar a lo que más tarde será conocido como procedimiento MAG.

-1950: se van desarrollando procedimientos de automatización de los procesos de soldeo, gracias a la mejoras conseguidas en los equipos de soldar y en la fabricación de los materiales de aporte.

Diferencias entre la soldadura tig y migLa soldadura por gas inerte de tungsteno

(TIG) y la soldadura por gas inerte de metal (MIG) son dos tipos de procesos de soldadura por arco.

Hay algunas similitudes entre los dos métodos y muchas diferencias.

ElectrodosLa soldadura TIG utiliza un electrodo de

tungsteno que no se consume durante el proceso de soldadura. La soldadura MIG utiliza un electrodo de metal que sirve como material de relleno para la soldadura y se consume durante la soldadura.

Gas de protecciónLa soldadura TIG utiliza principalmente

argón como gas de protección, y ocasionalmente se puede utilizar helio. El argón es también el gas primario utilizado en la soldadura MIG, a menudo mezclado con dióxido de carbono.

Material de rellenoLa soldadura TIG requiere un material de

relleno por separado en formato de varilla o alambre porque el electrodo no se consume. La soldadura MIG, en cambio, entrega el material de relleno a través del electrodo.

Materiales de trabajoLa soldadura TIG se puede aplicar a casi

cualquier metal, desde acero hasta aluminio y aleaciones exóticas. La soldadura MIG fue desarrollada para metales no ferrosos, pero se puede aplicar al acero.

DificultadLa soldadura TIG se considera más difícil

que la soldadura MIG porque las tolerancias tienen que ser más rigurosas entre el electrodo, la varilla de relleno y la pieza de trabajo.

Soladura g.m.a.w- mig/mag

G.M.A.W.

G.M.A.W. = GAS METAL ARC WELDING.Es una técnica para el soldeo dos o más

metales mediante fusión por calor, generada por un arco eléctrico y protegida del ambiente con gas.

Según la clase de gas:

MIG= Meta l I ne r t Gas .

MAG= Meta l Ac t i ve Gas .

MAG

MIG MAGLos gases inertes utilizados

suelen ser argón, helio o mezclas de ambos.

Los gases activos son mezclas con base en dióxido de

carbono.

El electrodo se funde para rellenar la unión.

El gas sirve como una barrera que protege el arco del aire.

No reacciona con el metal ni influye en las propiedades del fundido.

MIG MAGPor ser inerte es más estable, la soldadura tiene una menor penetración, mejor acabado, no causa deformaciones en las piezas delgadas.

Genera mayor penetración de la soldadura, mejora las propiedades físicas de la unión y aumenta su resistencia al impacto, corrosión y cambios de temperatura.

Se utiliza en la reparación de ejes, fabricación de tanques, carrocerías, rines de automóviles, embarcaciones y aeronaves.

Se usa para soldar construcciones, lámina gruesa y delgada, fabricación de puertas y ornamentación en general.

VENTAJAS

Es la soldadura más limpia en la industria.Algunos soldadores consideran que proporciona

menores resistencias.La gran velocidad de soldadura.Soldadura con bordes más cerrados y acceso a puntos

difíciles en diferentes posiciones. Permite reducir el espesor del cordón.Es especial para la producción en serie.Obtención de uniones menos sensibles a la corrosión.Se puede trabajar en todas las posiciones independiente

de la forma en que se realice el proceso.Capacidad de ser usada para soldar la mayor parte de

los metales industriales.

limitaciones

Requiere más inversión que otros.No es recomendable para montajes al aire

libre.

PROCESO DE SOLDADURA

Es la aplicación más común, en la que

algunos parámetros previamente ajustados por el soldador, como

el voltaje y el amperaje, son

regulados de forma automática y

constante por el equipo, pero es el

operario quien realiza el arrastre de la pistola

manualmente.

SEMIAUTOMATICO

• El voltaje: la tensión que ejerce la energía sobre el electrodo y la pieza, resulta determinante en el proceso: a mayor voltaje, mayor es la penetración de la soldadura. Por otro lado, el amperaje (potencia de la corriente), controla la velocidad de salida del electrodo. Así, con más potencia crece la velocidad de alimentación del material de aporte, se generan cordones más gruesos y es posible rellenar uniones grandes

Con MIG/MAG, las corrientes de

soldadura varían desde unos 50 hasta 600

amperios. Normalmente se

trabaja con polaridad positiva, 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.

PROCESO AUTOMATICO

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

• En las aplicaciones robotizadas, un brazo mecánico puede una pieza, transportarla y realizar los acabados automáticamente, sin necesidad de la intervención del operario.

PROCESO

• Es el uso de herramientas programables mecanizadas (robots), con las que se lleva a cabo un proceso de Soldadura completamente automático, tanto en la operación de soldeo como sosteniendo la pieza.

DEFINICION

• Además de usar gases inertes y activos de protección, el metal del electrodo, que se encuentra en carretes de hasta 300 metros, suele estar recubierto de mezclas desoxidantes para evitar la oxidación del metal fundido, tales como: rutilo, celulosa o polvo de hierro.

UTILIDAD

PROCESO ROBOTIZADO

TRANFERENCIA POR CORTO CIRCUITO

este sistema es el más utilizado en la aplicación MAG. El metal se deposita en forma de gotitas individuales, entre 50 y

200 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.

•Por corto circuito

TRANSFERENCIA GLOBULAR

Es un método intermedio, se usa frecuentemente en la aplicación MAG y algunas veces en MIG. 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, produce altas corrientes que posibilitan mayor penetración de la soldadura y mayores velocidades que las que se alcanzan con la transferencia por corto circuito y spray.

Es un método intermedio, se usa frecuentemente en la aplicación MAG y algunas veces en MIG. 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, produce altas corrientes que posibilitan mayor penetración de la soldadura y mayores velocidades que las que se alcanzan con la transferencia por corto circuito y spray.

TRANSFERENCIA GLOBULAR

TRANSFERENCIA POR SPRAY• 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 2.000 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

METODOSTRANSFERENCIAS

PARÁMETROS

Los parámetros variables de soldadura son los factores que pueden ser ajustados para controlar una soldadura.Para obtener los mejores resultados en el proceso, es necesario conocer el efecto de cada variable sobre las diversas características o propiedades del proceso de soldadura. Algunas de estas variables son:

Variables preseleccionadas, son:• Diámetro del alambre-electrodo• Composición química del mismo• Tipo de gas• Caudal

Variables primarias que son las que controlan el proceso después que las variables preseleccionadas fueron seleccionadas, estas controlan la estabilidad del arco, el régimen de soldadura y la calidad de la soldadura, estas variables son:• Tensión del arco• Corriente de soldadura• Velocidad de avance

Variables secundarias, que pueden ser modificadas de manera continua, son a veces difíciles de medir con precisión y especialmente en soldadura automática, estas no afectan directamente a la forma del cordón, pero actúan sobre una variable primaria que a su vez influye en el cordón. Estas variables son:• Altura de la boquilla• ángulo de la boquilla• Velocidad de alimentación del alambre

Los parámetros regulables que podemos considerar como más importantes y que más afectan a la soldadura son:PolaridadTensión de arcoVelocidad del hiloNaturaleza del gas

POLARIDAD

Lo más normal es que en las máquinas de hoy en día se trabaje con polaridad inversa o positiva (la

pieza al negativo y el hilo de soldadura al positivo). En algunos

casos concretos en los que se requiera mayor temperatura en la pieza que en el hilo se utilizan la

polaridad directa o negativa ya que los electrones siempre van de polo negativo al positivo produciéndose un mayor aumento de temperatura

en este último.

TENSION DE ARCO

Este parámetro es uno de los más importantes a la

hora de transferir el material aportado a la

pieza. Se puede regular en la mayoría de máquinas por

el operario y nos permite aumentar o disminuir la

tensión aplicada en el arco, pero no siempre nos

modificará la intensidad de trabajo.

VELOCIDAD DEL HILO

En este tipo de soldadura no es la intensidad la que

se regula previamente, sino que es la variación de la velocidad de hilo la que

provoca la aparición de diferentes intensidades

gracias al fenómeno de la autorregulación.(1M/15min

)

NATURALEZA DEL GAS

El tipo de gas utilizado para la soldadura influye

sobre la transferencia del

material, penetración, la

forma del cordón, proyecciones, etc.

CONSTITUCIÓN EQUIPO DE SOLDADURA

MIG/MAG

TRANSFORMADOR

La fuente de potencia eléctrica que se encarga

de suministrar la suficiente energía para

poder fundir el electrodo en la pieza de trabajo.

Son de tipo DC (corriente directa) con característica de salida de Voltaje Constante

(CV).

RECTIFICADOR

Este elemento convierte la tensión alterna en continua, la

cual es muy necesaria para poder realizar la soldadura

MIG/MAG.El rectificador está constituido

de semiconductores de potencia (diodos de silicio),

normalmente colocados sobre aletas con el objetivo de

aumentar su refrigeración.

INDUCTANCIA

La misión de la inductancia es el aislamiento de la corriente de soldadura, lo que produce una

mayor estabilidad de la soldadura. Si la máquina está equipada por una

inductancia de valor inductivo elevado, esta también estará dotada

de un sistema que elimine este efecto durante el cebado del arco, ya que si al efectuar el cebado se tiene una gran inductancia el arco no se llegaría a producir. Este elemento está formado por un núcleo en el

que están arrolladas algunas espiras por las que circula la corriente

continua de la soldadura.

Unidad alimentadora de hiloEsta unidad hace el avance a velocidad constante del hilo necesario para realizar la soldadura mediante un motor, generalmente de corriente continua.La velocidad se puede regular entre unos valores que van de 0 a 25 m/min. Esta regulación se puede conseguir normalmente mediante un control eléctrico que actúa sobre un motor de alimentación.El sistema de arrastre está constituido por uno o dos rodillos de arrastre que trabajan contra otros rodillos de presión. El rodillo de presión debe estar ajustado correctamente, ya que una presión excesiva puede producir aplastamientos en el hilo, haciendo que no se deslice bien. Por lo contrario, cuando no hay suficiente presión sobre el hilo se puede producir una alimentación a velocidades irregulares.

Circuito de gas protectorLa salida de la botella va equipada con un manorreductor-caudalímetro que permite la regulación por el operario para proporcionar el caudal necesario sobre la soldadura, además se puede ver la presión de la botella y el caudal que estamos utilizando.El paso de gas hacia la soldadura es producido por una válvula accionada eléctricamente mediante un pulsador equipado sobre la antorcha.Como norma estándar debe utilizarse un caudal en l/m diez veces mayor que el diámetro del hilo.

ANTORCHA DE SOLDADURA

Mediante este elemento se

conduce el hilo, se acciona la corriente

eléctrica y se acciona el gas

protector a la zona del arco de soldadura.

FACTOR DE ANTORCHA

El factor de marcha es el cociente entre el tiempo de una soldadura y el tiempo

total de trabajo. En los paros de la soldadura se

enfrían los componentes del equipo, estabilizándose la

temperatura de estos en un pequeño rango de valores, inferiores a su temperatura

máxima de trabajo.