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Guía de Gases de Protección para Soldadura

Protección de la Soldadura

Las tareas principales de un gas protector son proteger el baño de soldadura de la influencia de la atmósfera, es decir, de la oxidación y la absorción de nitrógeno, y estabilizar el arco eléctrico. La elección del gas de protección también puede influir en las características del perfil de penetración de la soldadura.

Gases de protección de soldadura MIG / GMAW

En los procedimientos de soldadura con proceso MIG-MAG el gas de protección tiene una influencia notable en:

  • las propiedades mecánicas del metal depositado,
  • la estabilidad del arco,
  • presencia de discontinuidades
  • calidad superficial de la soldadura

El proceso MIG-MAG requiere de una atmósfera controlada en la vecindad dela arco eléctrico, la cual es proporcionada por el gas un protección que fluye a través de la tobera de la torcha. El aire de la zona de soldadura es desplazado por la corriente de gas protector, de esta manera el arco se mantiene en el interior de esa atmósfera protectora evitando que el metal fundido entre en contacto con el aire.

De los gases que componen el aire los más perjudiciales para la soldadura son: hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), y oxígeno (O). Las consecuencias típicas posibles de la combinación de estos gases en el metal de soldadura son: el hidrógeno puede provocar tanto problemas de porosidad como de fisuración, no solo en el metal de soldadura, sino también en la zona afectada por el calor (ZAC); el nitrógeno puede formar nitruros que precipitan en el metal de soldadura, produciendo endurecimiento y consecuente pérdida de tenacidad o fragilización en el mismo; el oxígeno, además de problemas de porosidad, forma óxidos que afectan las propiedades mecánicas del metal depositado.

Para el proceso MIG-MAG los gases de protección se dividen en dos grupos: inertes y activos.

Los primeros son gases muy estables que no reaccionan con otros elementos, los más utilizados son Argón y Helio. La sigla MIG referencia a la utilización del proceso de soldadura con gas inerte (del inglés: metal inert gas). Los gases activos son el dióxido de carbono (CO2) y cualquiera de las mezclas de gases (inerte + activo), la sigla MAG significa proceso bajo la protección de un gas activo (del inglés: metal active gas).

A continuación describimos brevemente los gases y mezclas de gases más utilizados:

Argón
El Argón puro es utilizado como gas de protección en las soldaduras aluminio(Al), cobre (Cu), níquel (Ni) y titanio (Ti); en cambio si se lo emplea en la soldadura de los aceros al carbono, tiene tendencia a producir mordeduras y cordones con bordes muy irregulares.

Helio
Al igual que el Argón es un gas inerte, y se lo obtiene a partir de un proceso de destilación fraccionada del gas natural, similar al que se aplica en la obtención del argón.

Su principal aplicación se circunscribe a la soldadura de los metales no ferrosos, como por ejemplo: el Aluminio (Al), Cobre (Cu) y el Magnesio (Mg).

Dióxido de carbono (CO2)
La mayor utilización del CO2 como gas de protección, se encuentra en la soldadura de los aceros al carbono.

La característica principal de este gas es la de proporcionar soldaduras con una mayor penetración, sumándole a esto el hecho de ser mucho más económico que el Argón y otros gases protectores.

Mezcla de Argón y Oxígeno
Al soldar los aceros inoxidables y con el objetivo de mejorar los bordes del cordón y la forma de penetración que se obtiene con argón puro, se pueden utilizar mezclas de Argón + Oxígeno al 1, 2 ó 5 %.

El Oxígeno aumenta la penetración, mejora el aspecto de la junta y disminuye la tendencia a formar mordeduras.

Mezcla de Argón y CO2
Soldar aceros al carbono con la protección de CO2 puro no permite alcanzar las mejores características del arco. Este problema suele aparecer en las uniones en las que debe cuidarse especialmente un buen aspecto superficial y reducir al mínimo las salpicaduras; en este caso se recurre a las mezclas de argón + CO2.

Las mezclas de argón + CO2 pueden ser utilizadas en las soldaduras de los aceros al carbono de baja aleación.

 

Gases de protección para soldadura TIG / GTAW

La principal función para estos gases es eliminar, de la zona donde se está realizando la soldadura al hidrógeno (H2), nitrógeno (N2) y oxígeno (O) que puedan contaminar a la misma.

Los gases de protección utilizados en el proceso TIG son, principalmente el argón (Ar) y el helio (He) y algunas mezclas como por ejemplo: argón + helio y argón o helio + pequeños porcentajes de hidrógeno u oxígeno. El tipo de gas o mezcla que se utilice puede afectar significativamente la calidad de la soldadura.

Argón
Por poseer una baja conductibilidad térmica, el argón hace que el plasma sufra menor expansión a través de la ionización térmica y tenga por este motivo una dimensión pequeña pero muy ionizada. Esta característica del argón hace que el encendido del arco sea más fácil al mismo tiempo que las variaciones de voltaje del arco, provocadas por la alteración del largo, sean menores originando un arco más estable y consistente. Por tal motivo es el gas de protección más utilizado en la soldadura.

Helio
La utilización del helio como gas de protección es recomendable cuando se utilicen altos valores de energía de arco, es decir, en la soldadura de materiales cuya conductividad térmica sea alta o refractarios, esto se debe a que la conductividad térmica de este gas provoca la formación de una plasma ionizado de mayores dimensiones que el formado por el argón, lo que dará como resultado una densidad de corriente más uniforme a través del arco, evitando el calentamiento localizado y produciendo una penetración de forma parabólica.

Nitrógeno
Este gas se utiliza en soldadura y en corte como gas de protección, dado su bajo costo y alta conductividad térmica y un comportamiento relativamente inerte.
La mayor aplicación de este gas es en la soldadura del cobre y sus aleaciones.

Mezcla de Argón y Helio
A través de esta mezcla se trata de obtener las mejores características presentes en los dos gases, es decir, a aumentar la potencia del arco manteniendo las características propias del argón.

Cantidades en el orden del 50 % de helio tienen poca influencia en las características del arco. Lo más común es una mezcla de 75 % de helio más 25 % de argón, lo que da como resultado un aumento de la penetración en comparación con el uso del argón puro.

Publicado en Proceso de soldadura , Etiquetados con Acero inoxidable, Gases, Soldadura

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