SOLDADURA Y ROBÓTICA

GASES DE PROTECCÓN PARA SOLDADURA MIG-MAG-GMAW

En este cápitulo hablaremos del gas de protección o de los gases utilizados para la protección en el soldeo MIG MAG o GMAW, en el proceso de soldadura por arco metálico con gas, se utilizan casi exclusivamente para proteger el metal fundido por la soldadura de la oxidación y de la contaminación. Según avanzamos a la hora de soldar,el gas protector va saliendo por la tobera  de la antorcha de soldadura y protege el baño de fusión de la contaminación atmósferica,oxígeno,hidrogeno … hasta que la soldadura,el baño de fusión se solidifique.

 

Este gas de protección,se pueden  suminstrar de diferentes formas,las más comunes son desde una bombona de gas comprimido o desde un déposito  utilizado para el mismo fin,se utilizarían un sistema centralizado de tuberías para sumistrarlo directamente a los caudalimetros.Hay que decir que este sistema puede ocacionar contaminaciones del gas de protección, ya que suele utilizar mucha tubería,la cual se puede picar, oxidar y contaminar el gas interior las botellas aportar una mejor transportabilidad.

 

Los gases protectores más utilizados tienen una influencia considerable en el resultado final de la soldadura GMAW o MIG – MAG.De estos gases depende si se le considera una soldadura MIG con gas inerte o MAG con un gas activo. Dependiendo del tipo de gas de protección variarán mucho  las cualidades del soldeo.

 

Dentro del gas de protección,los gases más utilizados serían,el dióxido de carbono (CO2) que es uno de los gases más economicos,el Argón  (Ar) y el Helio (He).Comúnmente y dependiendo del material a soldar, también se suelen utilizar una mezcla de éstos mismos gases. Se utilizan para obtener un mejor rendimiento durante el proceso de soldeo.Hay que comentar que tambíen se pueden añadir cantidades pequeñás de Oxígeno (O) para realizar soldaduras en algunas aleaciones ferrosas (accero … ).

 

Los gases más utilizados para metales o aleaciones ferrosas,suelen ser CO2 o CO2 + mezcla, está mezcla comunmente suele ser Argón (Ar) a un 25% o en las mismas cantidades Helio (He) y si cabe un porcentaje de entre un 2 y un 5% de oxigeno  para hacer la mezcla un poco más activa.

 

Para los metales no ferrosos por ejemplo el aluminio,el gas de protección utilizado varian, deben ser siempre gases inertes o mezcla de los mismos,casi siempre,por no decir unicamente se utiliza Argón (Ar) y Helio (He ).

Gas de protección en GMAW – MIG/MAG

A la hora de escojer el gas para protejer la soldadura, hay códigos estándarizados que a menudo fijan el gas a utilizar,seleccionando Argón  o mezcla por ejemplo. Aún siguiendo estas especificaciones,cada soldador debe escojer,dentro del rango de lo permitido,el gas protector que mejor se adecue a su forma de soldar,precio… Para seleccionar un gas protector dentro de estos,hay que considerar muchos factores,las principales serían las siguientes.

 

•   Método  de transferencia del metal,como hemos comentado en otras publicaciones,hay diferentes transferencias,cortocircuito,arco spray.

•   Forma  del cordón de soldadura, penetración y anchura de la zona de fusión.También comentado en otros cápitulos,el argón por ejemplo realiza una mejor penetración que el Helio.

•   Velocidad de soldadura.

•   Discontinuidades de la soldadura.

•   Salpicaduras de la soldadura.

•   Eficiencia de la transferencia del metal.

•   Tipo de metal base y de aportación.

•   Posición de soldadura.

•   Coste del gas.

•   Coste total de la soldadura.

PARTE 2

En la soldadura MIG (Metal Inert Gas), el gas que actúa como protección es inerte, es decir, que no actúa de manera activa en el propio proceso, y por tanto, muy estable. En contrapartida, en la soldadura MAG (Metal  Activ  Gas), el gas de protección se comporta como un gas inerte a efectos de contaminación de la  soldadura, pero, sin embargo, interviene termodinámicamene en ella. En efecto, en las zonas de alta temperatura del arco, el gas se descompone absorbiendo calor, y se recompone inmediatamente en la base del arco devolviendo esta energía en forma de calor.

 

SOLDADURA MIG.

De los seis gases inertes existentes (argón, helio, neón, criptón, xenón  y radón) el argón es el más empleado en Europa, mientras que es el Helio el que se utiliza en Estados Unidos.El argón se ioniza fácilmente, de manera que la tensión del arco bajo argón es sensiblemente inferior que bajo helio. El argón puro  solo se utiliza en la soldadura del aluminio, el cobre, el níquel o el titanio. Si se aplica al acero, se producen mordeduras y cordones  de contorno irregular.

 

La soldadura con gas helio  produce cordones  más anchos y con una penetración menor que cuando se suelda con argón.

 

Existe otro tipo de mezcla de argón con cantidades inferiores al 5% de oxígeno que no modifica el carácter de inerte de la mezcla y que mejora la capacidad  de “mojado”, es decir, la penetración, ensanchando la parte inferior del cordón, y todo esto debido  a que el oxigeno  actúa sobre la tensión superficial de la gota.

 

 

SOLDADURA MAG.

Tal y como se ha comentado anteriormente, el gas protector empleado en soldadura MAG es un gas activo, o sea, que interviene en el arco de forma más o menos decisiva. A continuación se detallan algunos de los gases más comúnmente empleados:

 

-   CO2

Es un gas incoloro, inodoro y de sabor picante,  una vez y media  más pesado que el aire. Se obtiene industrialmente por la combustión del carbón o compuestos  del carbono, en exceso de oxigeno  o de aire.

 

Se trata de un gas de carácter oxidante que a elevada temperatura del arco tiende a disociarse de acuerdo con la siguiente reacción:

 

-   EN EL ARCO: (absorción de calor) - EN LA BASE: (cesión de calor).

 

El oxigeno  resultante de la disociación es particularmente activo. Se combina con el carbono del acero para dar de nuevo  CO, con lo que se produce un empobrecimiento en carbono si no se utiliza un hilo  con suficiente contenido de elementos desoxidantes como el silicio y el manganeso  y la cantidad adecuada de carbono. Si la densidad de corriente es elevada, provoca una mayor disociación del oxigeno  convirtiéndole en más activo  todavía.

 

El carácter oxidante de la atmósfera de dióxido de carbono obliga a utilizar hilos de aporte  ricos en elementos desoxidantes. No se debe utilizar en la soldadura de aceros al Cr-Mo por el riesgo de oxidación del cromo tanto  del metal de base como del aportado en el hilo, ni en la de los aceros inoxidables austeniticos, pues favorecerla la formación de carburos de cromo con la consiguiente pérdida de resistencia a la corrosión.

 

Con cantidades de dióxido de carbono inferiores al 99,0% es inevitable la porosidad. Las soldaduras solo estarán  exentas de poros si la pureza  del dióxido de carbono es superior al 99,85% y el nitrógeno y el hidrógeno son inferiores cada uno a 0,05%.

 

Es un gas mucho  más barato que el argón, capaz de conseguir penetraciones mucho  más profundas y anchas en el fondo  del cordón, lo que mejora su contorno. Además reduce el riesgo de mordeduras y faltas de fusión. Su principal inconveniente estriba en que produce arcos relativamente enérgicos  y que, por tanto, provocan un gran número de proyecciones.

 

Es el único  gas que puede utilizarse individualmente como atmósfera protectora en la soldadura de acero al carbono. Su elevada conductividad térmica en relación con el argón producirá en sus mezclas con éste un incremento en la penetración.

 

-   Ar + CO2:

Se suelen utilizar estas mezclas con cantidades de dióxido de carbono que van del 15 al 25%. Con esta mezcla se consigue una mejor visibilidad del baño, un arco más suave, con menor turbulencias, un baño de fusión más frió, un mejor aspecto del cordón, menos proyecciones, y una mayor estabilidad del arco.

 

El único  inconveniente de la mezcla es de tipo económico. Sin embargo, hay que comparar la incidencia del valor del gas en el coste final de la soldadura y por otra parte, la mejora del factor de marcha y la obtención de mejores características mecánicas en la unión soldada.

© 2012 por Jose Carlos.

Contact.

Jose Carlos Moreno

International Welding Engineer - IWE

josecarlosmoreno.iwe@gmail.com

EWF Federación Europea de Soldadura

www.ewf.be

IIW Instituto Internacional de Soldadura

www.iiw-iis.org

AWS Sociedad Americana de Soldadura

www.aws.org

Antorchas de soldadura - Welding torches

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