Soldadura TIG

Soldadura TIG de una escultura de bronce

La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), también conocido como gas inerte de tungsteno (TIG), es una proceso de soldadura por arco que utiliza un no consumible de tungsteno electrodo para producir la soldadura . El área de soldadura está protegido de la contaminación atmosférica por una inerte el gas protector ( argón o helio ), y una metal de relleno se utiliza normalmente, aunque algunas soldaduras, conocidos como soldaduras autógenas, no lo requieren. La corriente constante soldadura de la fuente de alimentación produce energía que se realiza a través del arco a través de una columna de vapores de gas y metal altamente ionizado conocidos como un plasma .

GTAW se usa más comúnmente para soldar secciones delgadas de acero inoxidable y metales no ferrosos tales como aluminio , magnesio y cobre aleaciones. El proceso otorga al operador un mayor control sobre la soldadura de procesos tales como la competencia de metal blindado soldadura de arco y la soldadura por arco metálico con gas , lo que permite más fuertes, soldaduras de mayor calidad. Sin embargo, GTAW es comparativamente más compleja y difícil de dominar, y además, es significativamente más lento que la mayoría de otras técnicas de soldadura. Un proceso relacionado, plasma soldadura de arco, utiliza un soplete de soldadura ligeramente diferente para crear un arco de soldadura más centrado y como resultado a menudo es automatizado.

Desarrollo

Tras el descubrimiento de la arco eléctrico en 1800 por Humphry Davy , soldadura de arco se desarrolló lentamente. CL ataúd tuvo la idea de soldadura en una atmósfera de gas inerte en el año 1890, pero incluso en el siglo 20, soldadura de materiales no ferrosos como el aluminio y el magnesio seguía siendo difícil, debido a que estos metales reaccionaron rápidamente con el aire, dando como resultado poroso y soldaduras escoria llena. Los procesos que utilizan electrodos de flujo cubierto no protegían satisfactoriamente la zona de soldadura de la contaminación. Para resolver el problema, se utilizaron gases inertes embotellada en el comienzo de la década de 1930. Unos años más tarde, un , proceso de soldadura con gas protector de corriente surgió en la industria aeronáutica para la soldadura de magnesio.

Este proceso se perfeccionó en 1941, y llegó a ser conocido como heliarc o soldeo por TIG, ya que utiliza un electrodo de tungsteno y el helio como gas de protección. Inicialmente, el electrodo sobrecalienta rápidamente, ya pesar de la alta de tungsteno temperatura de fusión , las partículas de tungsteno fueron trasladados a la soldadura. Para abordar este problema, la polaridad del electrodo fue cambiado de positivo a negativo, pero esto hace que sea inadecuado para la soldadura de muchos materiales no ferrosos. Finalmente, el desarrollo de corriente alterna unidades hizo posible estabilizar el arco y producir aluminio y magnesio soldaduras de alta calidad.

La evolución continuó durante las siguientes décadas. Linde Air Products desarrolló antorchas refrigeradas por agua que ayudaron a evitar el sobrecalentamiento al soldar con corrientes altas. Adicionalmente, durante la década de 1950, como el proceso continuó ganando popularidad, algunos usuarios se volvieron a dióxido de carbono como una alternativa a las atmósferas de soldadura más caros que consta de argón y helio . Sin embargo, esto demostró ser inaceptable para la soldadura de aluminio y magnesio, ya que reduce la calidad de soldadura, y, como resultado, se utiliza raramente con GTAW hoy.

En 1953, se desarrolló un nuevo proceso basado en GTAW, llamado soldadura de arco de plasma. Se proporciona un mayor control y mejora la calidad de la soldadura mediante el uso de una tobera para enfocar el arco eléctrico, pero es en gran parte limitada a los sistemas automatizados, mientras que GTAW sigue siendo principalmente un método manual, de mano. Desarrollo dentro del proceso GTAW ha continuado así, y hoy una serie de variaciones existir. Entre los más populares son la corriente pulsada, programado, de hilo caliente manual, dabber, y el aumento de los métodos GTAW penetración.

Operación

Área de soldadura GTAW

Gas manual de soldadura por arco de tungsteno es a menudo considerado el más difícil de todos los procesos de soldadura utilizados en la industria. Debido a que el soldador debe mantener una longitud de arco corto, el gran cuidado y habilidad son necesarios para evitar el contacto entre el electrodo y la pieza de trabajo. Similar a la soldadura de la antorcha, GTAW normalmente requiere dos manos, ya que la mayoría de las aplicaciones requieren que el soldador cargar manualmente un metal de relleno en la zona de soldadura con una mano mientras la manipulación de la antorcha de soldadura en la otra. Sin embargo, algunas soldaduras que combinan materiales delgados (conocido como soldaduras autógenas o de fusión) pueden realizarse sin metal de aporte; sobre todo el borde, esquina, y el culo articulaciones.

Para lograr el arco de soldadura, un generador de alta frecuencia (similar a una Tesla bobina) proporciona una chispa eléctrica; esta chispa es un camino conductor a la corriente de soldadura a través del gas de protección y permite que el arco se iniciará mientras que el electrodo y la pieza de trabajo se separan, típicamente alrededor de 1,5-3 mm (0,06-0,12 in) aparte. Este alto voltaje, ráfaga de alta frecuencia puede ser perjudicial para algunos sistemas eléctricos y electrónica de vehículos, debido a las tensiones inducidas en el cableado del vehículo también pueden causar pequeñas chispas conductoras en el cableado del vehículo o en el embalaje de semiconductores. Alimentación de 12V del vehículo podrá llevar a cabo a través de estos caminos ionizados, impulsados por la alta corriente de la batería del vehículo de 12V. Estas corrientes pueden ser suficientemente destructivo como para desactivar el vehículo; por tanto, la advertencia para desconectar la energía de la batería del vehículo de dos 12 y tierra antes de usar el equipo de soldadura en los vehículos.

Una forma alternativa de iniciar el arco es el "comienzo de cero". Rascarse el electrodo contra el trabajo con el sistema encendido también sirve para iniciar un arco, de la misma manera como SMAW ("palo") soldadura por arco. Sin embargo, a los arañazos de partida puede causar la contaminación de la soldadura y el electrodo. Algunos equipos GTAW es capaz de un modo llamado "inicio contacto" o "arco ascensor"; Aquí el equipo reduce la tensión en el electrodo a sólo unos pocos voltios, con un límite de corriente de uno o dos amplificadores (muy por debajo del límite que causa metal para transferir y la contaminación de la soldadura o electrodo). Cuando el equipo GTAW detecta que el electrodo ha dejado la superficie y una chispa está presente, inmediatamente (dentro de microsegundos) aumenta la potencia, la conversión de la chispa a un arco completo.

Una vez que el arco es golpeado, el soldador se mueve la antorcha en un pequeño círculo para crear una piscina de soldadura, cuyo tamaño depende del tamaño del electrodo y la cantidad de corriente. Mientras se mantiene una separación constante entre el electrodo y la pieza de trabajo, el operador mueve entonces la antorcha ligeramente hacia atrás y se inclina hacia atrás alrededor de 10-15 grados desde la vertical. El metal de relleno se añade manualmente a la parte delantera del baño de soldadura, ya que se necesita.

Los soldadores a menudo desarrollan una técnica de alternar rápidamente entre mover la antorcha hacia adelante (para avanzar en el baño de soldadura) y la adición de metal de relleno. La varilla de relleno se retira del baño de soldadura cada vez que el electrodo avanza, pero nunca se retira del escudo de gas para evitar la oxidación de su superficie y la contaminación de la soldadura. Barras de relleno compuesto de metales de baja temperatura de fusión, como el aluminio, requieren que el operador a mantener una cierta distancia del arco durante su estancia dentro del escudo de gas. Si se mantiene demasiado cerca del arco, la varilla de relleno puede derretir antes de que entre en contacto con el charco de soldadura. Como la soldadura acerca a la terminación, la corriente de arco a menudo se reduce gradualmente para permitir que el cráter de soldadura se solidifique y prevenir la formación de grietas cráter en el final de la soldadura.

Seguridad

Al igual que otros procesos de soldadura por arco, GTAW puede ser peligroso si no se toman las precauciones adecuadas. Soldadores desgaste ropa de protección, incluyendo pesada cuero guantes y chaquetas protectoras de manga larga, para evitar la exposición al calor extremo y las llamas. Debido a la ausencia de humo en GTAW, el arco eléctrico puede parecer más brillante que en la soldadura por arco metálico blindado , lo que hace especialmente susceptibles a los operadores irritación ocular y cutánea de arco no muy diferentes quemaduras solares. Cascos con placas de cara oscuros se usan para prevenir esta exposición a la luz ultravioleta , y en los últimos años, nuevos cascos a menudo cuentan con un cristal líquido placa frontal de tipo que sí se oscurece cuando se expone a altas cantidades de luz UV. Cortinas de soldadura transparentes, hechas de un polivinil cloruro de película de plástico, a menudo se utilizan para proteger a los trabajadores y transeúntes cercanos de la exposición a la luz ultravioleta del arco eléctrico.

Soldadores también a menudo están expuestos a gases peligrosos y material particulado. Si bien no se produce humo, el brillo del arco en GTAW puede hacer que el aire para romper y formar rodea la capa de ozono . Del mismo modo, el brillo y el calor pueden causar gases venenosos para formar a partir de materiales de limpieza y desengrasado. Las operaciones de limpieza que utilizan estos agentes no deben realizarse cerca del sitio de la soldadura, y la ventilación adecuada es necesaria para proteger al soldador.

Aplicaciones

Mientras que la industria aeroespacial es uno de los principales usuarios de Soldadura TIG, el proceso se utiliza en un número de otras áreas. Muchas industrias utilizan GTAW para soldar piezas de trabajo delgadas, especialmente metales no ferrosos. Se utiliza ampliamente en la fabricación de vehículos espaciales, y también se emplea con frecuencia para soldar de diámetro pequeño, la tubería de pared delgada tales como los utilizados en la industria de la bicicleta. Además, GTAW se usa a menudo para hacer la raíz o el primer paso de las soldaduras de las tuberías de varios tamaños. En trabajos de mantenimiento y reparación, el proceso se utiliza comúnmente para reparar herramientas y muere, sobre todo los componentes de aluminio y magnesio. Debido a que el metal de soldadura no se transfiere directamente a través del arco eléctrico como la mayoría de los procesos de soldadura por arco abierto, un amplio surtido de metal de relleno de soldadura está disponible para el ingeniero de soldadura. De hecho, ningún otro proceso de soldadura permite la soldadura de aleaciones de tantos en tantas configuraciones de productos. Aleaciones de metal de relleno, tales como aluminio y cromo elemental, se pueden perder a través del arco eléctrico de volatilización. Esta pérdida no se produce con el proceso GTAW. Debido a que las soldaduras resultantes tengan la misma integridad química como el metal base original o coinciden con los metales básicos más de cerca, soldaduras GTAW son altamente resistentes a la corrosión y agrietamiento durante períodos de tiempo largos, GTAW es el procedimiento de soldadura de elección para operaciones de soldadura críticos como sellado pasado latas de combustible nuclear antes del entierro.

Calidad

GTAW cordón de soldadura

Soldadura TIG, ya que ofrece un mayor control sobre el área de soldadura que otros procesos de soldadura, puede producir soldaduras de alta calidad cuando es realizada por operadores cualificados. Máxima calidad de soldadura está asegurada por mantener la limpieza, todos los equipos y materiales utilizados deben estar libres de aceite, humedad, suciedad y otras impurezas, ya que estos causan porosidad en la soldadura y en consecuencia una disminución de la resistencia de la soldadura y la calidad. Para quitar el aceite y la grasa, alcohol o solventes comerciales similares pueden ser utilizados, mientras que un cepillo de alambre de acero inoxidable o de procesos químicos pueden eliminar los óxidos de las superficies de metales como el aluminio. Rust en aceros se puede eliminar por primera chorro de arena la superficie y luego con un cepillo de alambre para eliminar cualquier arenilla incrustada. Estas medidas son especialmente importantes cuando se utiliza corriente continua de polaridad negativa, porque una fuente de alimentación no aporta, limpieza durante el proceso de soldadura, a diferencia de polaridad positiva corriente continua o alterna. Para mantener un baño de soldadura limpia durante la soldadura, el flujo de gas de protección debe ser suficiente y consistente para que el gas cubre la soldadura y bloquea impurezas en la atmósfera. GTAW en entornos de mucho viento o corrientes de aire aumenta la cantidad de gas protector necesario para proteger la soldadura, lo que aumenta el costo y haciendo que el proceso impopular al aire libre.

El nivel de entrada de calor también afecta la calidad de la soldadura. La entrada de calor bajo, causada por la corriente de soldadura de baja o alta velocidad de soldadura, puede limitar la penetración y hacer que el cordón de soldadura para levantar lejos de la superficie que se está soldando. Si hay demasiada entrada de calor, sin embargo, el cordón de soldadura crece en anchura, mientras que la probabilidad de penetración excesiva y aumentar la salpicadura. Además, si el soplete de soldadura es demasiado lejos de la pieza de trabajo el gas de protección se vuelve ineficaz provocando porosidad dentro de la soldadura. Esto resulta en una soldadura con poros, que es más débil que una soldadura típica.

Si la cantidad de corriente utilizada excede la capacidad del electrodo, pueden dar como resultado inclusiones de tungsteno en la soldadura. Conocido como escupir de tungsteno, puede ser identificado con la radiografía y la impedido cambiando el tipo de electrodo o aumentar el diámetro del electrodo. Además, si el electrodo no está bien protegido por el escudo de gas o el operador permite accidentalmente que ponerse en contacto con el metal fundido, puede convertirse en sucio o contaminado. Esto a menudo hace que el arco de soldadura se vuelva inestable, requiriendo que el electrodo ser molido con un diamante abrasivo para eliminar la impureza.

Equipo

Antorcha GTAW con varios electrodos, copas, pinzas y difusores de gas

Antorcha GTAW, desmontado

El equipo requerido para la operación de soldadura por arco de tungsteno de gas incluye un soplete de soldadura que utiliza un electrodo no consumible de tungsteno, una fuente de alimentación de corriente constante de soldadura, y una fuente de gas de protección.

Soplete de soldadura

Sopletes de soldadura GTAW están diseñados para operación automática o manual y están equipados con sistemas de refrigeración que utilizan el aire o el agua. Las antorchas automáticas y manuales son similares en construcción, pero la antorcha manual cuentan con un asa mientras la antorcha automática normalmente viene con un bastidor de montaje. El ángulo entre la línea central de la manija y la línea central del electrodo de tungsteno, conocido como el ángulo de la cabeza, puede ser variada en algunos sopletes manuales de acuerdo con la preferencia del operador. Sistemas de refrigeración de aire son los más utilizados para las operaciones de baja corriente (hasta alrededor de 200 A), mientras que se requiere refrigeración por agua para la soldadura de alta corriente (hasta alrededor de 600 A). Las antorchas están conectados con cables a la fuente de alimentación y con las mangueras a la fuente de gas de protección y donde se utiliza, el suministro de agua.

Las partes metálicas internas de una antorcha están hechas de aleaciones duras de cobre o latón con el fin de transmitir corriente y calentar con eficacia. El electrodo de tungsteno se debe sujetar firmemente en el centro de la antorcha con un tamaño apropiado Collet, y puertos de todo el electrodo proporcionan un flujo constante de gas de protección. Pinzas están dimensionados de acuerdo con el diámetro del electrodo de tungsteno que poseen. El cuerpo de la antorcha está hecha de resistente al calor, los plásticos que cubren los componentes metálicos, proporcionando un aislamiento del calor y de la electricidad para proteger al soldador aislante.

El tamaño de la boquilla de la antorcha de soldadura depende de la cantidad de área de apantallado deseado. El tamaño de la boquilla de gas dependerá del diámetro del electrodo, la configuración de la junta, y la disponibilidad de acceso a la articulación por el soldador. El diámetro interior de la boquilla es preferiblemente al menos tres veces el diámetro del electrodo, pero no hay reglas duras. El soldador va a juzgar la eficacia del blindaje y aumentar el tamaño de la boquilla para aumentar el área protegida por el escudo de gas externa, según sea necesario. La boquilla debe ser resistente al calor y por lo tanto normalmente está hecho de alúmina o un material cerámico, pero cuarzo fundido, una sustancia similar al vidrio, ofrece una mayor visibilidad. Los dispositivos se pueden insertar en la boquilla para aplicaciones especiales, tales como lentes de gas o válvulas para mejorar el control de flujo de gas de blindaje para reducir la turbulencia y la introducción de atmósfera contaminada a la zona de apantallado. Interruptores manuales para controlar la corriente de soldadura se pueden añadir a las antorchas GTAW manual.

Fuente de alimentación

Soldadura de arco de gas tungsteno utiliza una fuente de alimentación de corriente constante, lo que significa que la corriente (y por tanto el calor) permanece relativamente constante, incluso si la distancia de arco y la tensión de cambio. Esto es importante porque la mayoría de las aplicaciones de GTAW son manual o semiautomática, lo que requiere que un operador sostenga la antorcha. Mantener una distancia de arco adecuadamente estable es difícil, si una fuente de alimentación de voltaje constante se utiliza en lugar, ya que puede provocar variaciones de calor dramáticos y hacer más difícil la soldadura.

Fuente de alimentación GTAW

La polaridad preferida del sistema GTAW depende en gran medida del tipo de metal que se está soldando. La corriente directa con un electrodo cargado negativamente (DCEN) se emplea a menudo al soldar aceros , níquel , titanio y otros metales. También puede utilizarse en GTAW automática de aluminio o de magnesio cuando se utiliza helio como gas de protección. El electrodo cargado negativamente genera calor mediante la emisión de electrones que viajan a través del arco, causando la ionización térmica del gas de protección y el aumento de la temperatura del material de base. Fluye el gas de protección ionizado hacia el electrodo, y no el material de base, y esto puede permitir que los óxidos para construir en la superficie de la soldadura. La corriente directa con un electrodo cargado positivamente (DCEP) es menos común, y se utiliza principalmente para las soldaduras poco profundas desde menos calor se genera en el material base. En lugar de fluir desde el electrodo al material de base, como en DCEN, los electrones van la otra dirección, haciendo que el electrodo para llegar a temperaturas muy altas. Para ayudar a mantener su forma y evitar el ablandamiento, a menudo se utiliza un electrodo más grande. A medida que los electrones fluyen hacia el electrodo, gas protector ionizado fluye de nuevo hacia el material de base, la limpieza de la soldadura mediante la eliminación de óxidos y otras impurezas y por lo tanto la mejora de su calidad y apariencia.

La corriente alterna, comúnmente utilizado en la soldadura de aluminio y magnesio de forma manual o semi-automáticamente, combina las dos corrientes directas al hacer el electrodo y la base material alternativo entre la carga positiva y negativa. Esto hace que el flujo de electrones para cambiar direcciones constantemente, evitando que el electrodo de tungsteno de sobrecalentamiento mientras se mantiene el calor en el material base. Óxidos superficiales se eliminan todavía durante la porción de electrodo positivo del ciclo y el metal base se calienta más profundamente durante la parte de electrodo negativo del ciclo. Algunas fuentes de alimentación permiten a los operadores utilizar una onda de corriente alterna desequilibrada modificando el porcentaje exacto de tiempo que la corriente pasa en cada estado de la polaridad, dándoles un mayor control sobre la cantidad de calor y la acción suministrada por la fuente de poder de limpieza. Además, los operadores deben tener cuidado con los rectificación, en la que el arco no encender de nuevo cuando pasa de polaridad directa (electrodo negativo) para invertir la polaridad (electrodo positivo). Para remediar el problema, una fuente de alimentación de onda cuadrada se puede utilizar, como el voltaje de alta frecuencia puede animar a la ignición.

Electrodo

El electrodo usado en GTAW está hecho de tungsteno o una aleación de tungsteno, tungsteno porque tiene la temperatura más alta de fusión entre los metales puros, en 3422 ° C (6192 ° F). Como resultado, el electrodo no se consume durante la soldadura, aunque puede ocurrir cierta erosión (llamado burn-off). Los electrodos pueden tener ya sea un acabado limpio o un caldo de electrodos de acabado de acabado limpio se han limpiado químicamente, mientras que los electrodos de acabado del suelo se han molido a un tamaño uniforme y tiene una superficie pulida, haciéndolos óptima para la conducción de calor. El diámetro del electrodo puede variar entre 0,5 y 6,4 milímetros (0,02 y 0,25 pulgadas), y su longitud puede variar desde 75 hasta 610 milímetros (3,0 a 24 en).

Una serie de aleaciones de tungsteno se han estandarizado por la Organización Internacional de Normalización y la Sociedad Americana de Soldadura en la norma ISO 6848 y AWS A5.12, respectivamente, para su uso en electrodos GTAW, y se resumen en la tabla adjunta.

• Electrodos de tungsteno puro (clasificados como WP o EWP) son de uso general y los electrodos de bajo coste. Su resistencia al calor y la emisión de electrones. Ellos encuentran un uso limitado en la soldadura de CA de, por ejemplo magnesio y aluminio.
• El cerio óxido (o ceria) como elemento de aleación mejora la estabilidad del arco y la facilidad de iniciar mientras que la disminución de quemado. Además de cerio no es tan eficaz como el torio pero funciona bien, y cerio no es radiactivo.
• Uso de una aleación de lantano óxido (o lantana) tiene un efecto similar. La adición de 1% de lantano tiene el mismo efecto que el 2% de cerio.
• Torio óxido (o toria) electrodos de aleación fue diseñada para aplicaciones de CC y pueden soportar temperaturas algo más altas mientras que proporciona muchos de los beneficios de otras aleaciones. Sin embargo, es algo radiactivo. La inhalación del polvo de amolado torio durante la preparación del electrodo es peligroso para la salud. Como un reemplazo para toriado electrodos, electrodos con mayores concentraciones de óxido de lantano se puede utilizar. Las adiciones más grandes que un 0,6% no tienen efecto de mejora adicional en el arranque del arco, pero ayudan con la emisión de electrones. Mayor porcentaje de torio también hace de tungsteno más resistentes a la contaminación.
• Los electrodos que contienen circonio óxido (o zirconia) aumentar la capacidad actual al tiempo que mejora la estabilidad del arco y el inicio y el aumento de la vida del electrodo. Electrodos de circonio-tungsteno se derriten más fácil que el torio-tungsteno.
• Además, los fabricantes de electrodos pueden crear aleaciones de tungsteno alternativos con adiciones de metales determinados, los cuales son designados con el EWG clasificación en el sistema AWS.

Los metales de relleno también se utilizan en casi todas las aplicaciones de GTAW, la principal excepción de la soldadura de materiales delgados. Los metales de relleno están disponibles con diferentes diámetros y están hechos de una variedad de materiales. En la mayoría de los casos, se añade el metal de relleno en la forma de una varilla a la piscina de soldadura manualmente, pero algunas aplicaciones exigen un metal de relleno con alimentación automática, que a menudo se almacena en carretes o bobinas.

El gas protector

Configuración del sistema GTAW

Al igual que con otros procesos de soldadura tales como la soldadura por arco metálico con gas, gases de protección son necesarias en GTAW para proteger la zona de soldadura a partir de gases atmosféricos tales como nitrógeno y oxígeno , que pueden causar defectos de fusión, porosidad, y el metal de soldadura fragilización si entran en contacto con el electrodo, el arco, o el metal de soldadura. El gas también transfiere calor desde el electrodo de tungsteno al metal, y ayuda a iniciar y mantener un arco estable.

La selección de un gas de protección depende de varios factores, incluyendo el tipo de material que se está soldando, diseño de la junta, y apariencia de la soldadura final deseado. El argón es el gas de protección más comúnmente utilizado para GTAW, ya que ayuda a prevenir los defectos debido a una longitud de arco variable. Cuando se utiliza con actual, el uso de los resultados de argón en la alta calidad de la soldadura y buena apariencia alterna. Otro gas de protección común, helio, se utiliza más a menudo para aumentar la penetración de la soldadura en una articulación, para aumentar la velocidad de soldadura, y para soldar metales con alta conductividad térmica, como el cobre y el aluminio. Una desventaja significativa es la dificultad de lograr un arco con gas helio, y la disminución de la calidad de la soldadura asociado con una longitud de arco variable.

Mezclas de argón-helio también se utilizan con frecuencia en GTAW, ya que pueden aumentar el control de la entrada de calor manteniendo al mismo tiempo las ventajas de utilizar argón. Normalmente, las mezclas se hacen con helio principalmente (a menudo alrededor del 75% o superior) y un equilibrio de argón. Estas mezclas aumentan la velocidad y la calidad de la soldadura de CA de aluminio, y también hacen que sea más fácil para golpear un arco. Otra mezcla de gas de protección, argón de hidrógeno , se utiliza en la soldadura mecanizada de acero inoxidable de calibre ligero, pero porque el hidrógeno puede causar porosidad, sus usos son limitados. Del mismo modo, a veces nitrógeno se puede añadir a argón para ayudar a estabilizar la austenita en los aceros inoxidables austeníticos y aumentar la penetración al soldar cobre. Debido a los problemas de porosidad en los aceros ferríticos y beneficios limitados, sin embargo, no es un aditivo de gas de protección popular.

Materiales

Soldadura de arco de gas tungsteno se utiliza más comúnmente para soldar acero inoxidable y materiales no ferrosos, tales como aluminio y magnesio, pero se puede aplicar a casi todos los metales, con una notable excepción de zinc y sus aleaciones. Sus aplicaciones que implican aceros al carbono son limitada no debido a las restricciones del proceso, pero debido a la existencia de técnicas de soldadura de acero más económicos, tales como la soldadura por arco metálico con gas y protegidos de metal soldadura por arco. Además, GTAW se puede realizar en una variedad de otros-que-plana posiciones, dependiendo de la habilidad del soldador y los materiales a soldar.

Aluminio y magnesio

Una soldadura TIG que muestra una zona de grabado al agua fuerte AC acentuado

Vista de cerca de una zona de aluminio grabado soldadura TIG AC

El aluminio y el magnesio son más a menudo soldadas, utilizando corriente alterna, pero el uso de la corriente directa también es posible, dependiendo de las propiedades deseadas. Antes de la soldadura, el área de trabajo se debe limpiar y puede ser precalentado a 175 a 200 ° C (347-392 ° F) para el aluminio o a un máximo de 150 ° C (302 ° F) para piezas de trabajo gruesas de magnesio para mejorar la penetración y el aumento velocidad de desplazamiento. Corriente alterna puede proporcionar un efecto de auto-limpieza, la eliminación de óxido, aluminio refractaria fina ( zafiro) capa que se forma sobre el metal de aluminio dentro de minutos de exposición al aire. Esta capa de óxido se debe retirar para la soldadura de ocurrir. Cuando se utiliza corriente alterna, se prefieren los electrodos de tungsteno puro o electrodos de tungsteno toriado zirconiated sobre los electrodos, ya que estos últimos son más propensos a "escupir" partículas de electrodos a través del arco de soldadura en la soldadura. Se prefieren las puntas de los electrodos Blunt, y el gas argón puro blindaje se deben emplear para piezas de trabajo delgadas. La introducción de helio permite una mayor penetración en piezas más gruesas, pero puede hacer que el inicio del arco difícil.

La corriente directa de cualquier polaridad, positivo o negativo, puede ser utilizado para soldar aluminio y magnesio, así. La corriente directa con electrodo cargado negativamente (DCEN) permite una alta penetración. El argón se utiliza comúnmente como gas de protección para DCEN de soldadura de aluminio. Gases de protección con altos contenidos de helio se utilizan a menudo para una mayor penetración en los materiales más gruesos. Electrodos toriado son adecuados para su uso en DCEN de soldadura de aluminio. La corriente directa con un electrodo cargado positivamente (DCEP) se usa principalmente para soldaduras poco profundas, especialmente aquellos con un espesor conjunta de menos de 1,6 mm (0,063 in). Un electrodo de tungsteno toriado se utiliza comúnmente, junto con un gas de protección argón puro.

Aceros

Para GTAW de carbono y aceros inoxidables, la selección de un material de relleno es importante para prevenir la porosidad excesiva. Óxidos sobre el material de relleno y piezas de trabajo deben ser retirados antes de la soldadura para evitar la contaminación, e inmediatamente antes de la soldadura, alcohol o acetona deben ser utilizados para limpiar la superficie. El precalentamiento es generalmente no es necesario para los aceros suaves menos de una pulgada de espesor, pero los aceros de baja aleación puede requerir un precalentamiento a retrasar el proceso de enfriamiento y evitar la formación de martensita en el zona afectada por el calor. Aceros para herramientas también deben ser precalentados para prevenir el agrietamiento en la zona afectada por el calor. Los aceros inoxidables austeníticos no requieren precalentamiento, pero los aceros inoxidables martensíticos y cromo ferrítico hacen. Una fuente de energía DCEN se utiliza normalmente, y los electrodos, afilado a un punto agudo Toriado, se recomienda. Argón puro se utiliza para piezas de trabajo delgadas, pero el helio se puede introducir a medida que aumenta el espesor.

Metales diferentes

Soldadura de metales diferentes a menudo introduce nuevas dificultades a la soldadura GTAW, porque la mayoría de los materiales no se fusionan fácilmente para formar un enlace fuerte. Sin embargo, las soldaduras de materiales diferentes tienen numerosas aplicaciones en la fabricación, reparación, y la prevención de la corrosión y oxidación. En algunas articulaciones, se elige un metal de relleno compatible para ayudar a formar el enlace, y este metal de aportación puede ser el mismo como uno de los materiales de base (por ejemplo, usando un metal de relleno de acero inoxidable con acero inoxidable y acero al carbono como materiales de base) , o un metal diferente (como el uso de un metal de relleno de níquel para la unión de acero y hierro fundido). Muy diferentes materiales pueden estar recubiertos o "rositas" con un material compatible con un metal de relleno en particular, y luego soldadas. Además, GTAW se puede utilizar en revestimiento o superponer materiales diferentes.

Al soldar metales diferentes, la unión debe tener un ajuste exacto, con dimensiones de hueco adecuadas y ángulos de bisel. Se debe tener cuidado para evitar la fusión excesiva material base. Corriente pulsada es particularmente útil para estas aplicaciones, ya que ayuda a limitar la entrada de calor. El metal de aportación se debe añadir de forma rápida, y un baño de soldadura grande se debe evitar para evitar la dilución de los materiales de base.

Parámetros de soldadura

Independientemente de la tecnología, la eficiencia o la variabilidad, se trata de la lista de parámetros que afectan a la calidad y el resultado de la soldadura. Cuando estos parámetros se configuran de forma incorrecta o fuera de rango para el equipo o material, esto puede llevar a una variedad de problemas.

Corriente

El exceso de corriente puede conducir a daños en la salpicadura y la pieza. En materiales delgados, puede conducir a un aumento de la brecha material. Muy poca corriente puede conducir a pegarse del alambre de relleno. Esto también puede conducir a daño por calor y un área afectada de soldadura mucho mayor, ya que las altas temperaturas deben aplicarse durante periodos de tiempo mucho más largos con el fin de depositar la misma cantidad de material de relleno. Limitación de corriente ayuda a prevenir la salpicadura cuando la punta de tungsteno entra accidentalmente demasiado cerca o en contacto con la pieza de trabajo. Modo de corriente fija variará la tensión con el fin de mantener una corriente de arco constante.

Soldadura Voltaje

Esto puede ser fijo o ajustable dependiendo del equipo. Algunos metales requieren un rango de tensión específica para ser capaces de trabajar

Un voltaje inicial alta permite una fácil iniciación del arco y permite un mayor rango de distancia de trabajo de punta. Demasiado grande un voltaje, sin embargo, puede conducir a una mayor variabilidad en la calidad de las piezas (dependiendo de la distancia de la pieza y una mayor variación en el poder y el calor entregado al área de trabajo.

Corriente pulsada, frecuencia y forma de onda

En el modo de impulsos de corriente, la corriente de soldadura alterna rápidamente entre dos niveles. El estado actual más alta se conoce como la corriente de impulsos, mientras que el nivel de corriente inferior se llama la corriente de fondo. Durante el período de corriente de impulsos, la zona de soldadura se calienta y se produce la fusión. Al caer a la corriente de fondo, se permite que la zona de soldadura se enfríe y solidifique. -Corriente pulsada tiene una serie de ventajas, incluyendo menor entrada de calor y en consecuencia una reducción de la distorsión y deformación en piezas de trabajo delgadas. Además, permite un mayor control del baño de soldadura, y puede aumentar la penetración de la soldadura, la velocidad de soldadura, y la calidad. Un método similar, 'manual de programada' permite al operador programar una tasa y magnitud específica de variaciones de corriente, por lo que es útil para aplicaciones especializadas.

Flujo de Gas y Composición

Varios gases de soldadura o blindaje están disponibles incluidas las mezclas de argón, dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, helio, hidrógeno, óxido nítrico, hexafluoruro de azufre y diclorodifluorometano. La elección del gas es específico de los metales de trabajo y afecta a los costes de producción, la vida del electrodo, la temperatura de soldadura, la estabilidad del arco, la complejidad control de la soldadora, la fluidez de soldadura fundido, velocidad de soldadura, salpicadura. Lo más importante que afecta también a la soldadura terminada profundidad de penetración y el perfil del subsuelo, perfil de superficie, composición, porosidad, resistencia a la corrosión, resistencia, ductilidad, dureza y fragilidad.

Técnicas de soldadura

Secándose

La variación dabber se utiliza para colocar con precisión el metal de soldadura en los bordes delgados. El proceso automático replica los movimientos de soldadura manual por la alimentación de alambre de aportación fría en el área de soldadura y taponando (u oscilante) en el arco de soldadura. Se puede utilizar en conjunción con corriente pulsada, y se utiliza para soldar una variedad de aleaciones, incluyendo titanio, níquel y aceros para herramientas. Las aplicaciones más comunes incluyen la reconstrucción de los sellos en los motores a reacción y la creación de hojas de sierra, fresas, brocas y cuchillas de la cortadora.

Soldadura de vacío

Para aplicaciones industriales, resultados superiores pueden lograrse mediante la eliminación de los efectos de los gases absorbidos en la soldadura.Esto puede conducir a la oxidación reducida, la reducción de calor pieza de trabajo realizado por convección y materiales más fuertes debido a la disolución o reaccionado gases tales como oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.