Cuando se trata de comprar argón, con frecuencia escucho la pregunta sobre alternativas más baratas al argón y por qué tenemos que usar este gas caro (noble). Si tiene curiosidad como yo acerca de las razones por las que el argón es un elemento básico en la soldadura por arco con gas y la soldadura TIG, recopilé seis razones a continuación.
6 Razones por las que se utiliza el Argón en los procesos de soldadura TIG:
Antes de entrar en los detalles químicos y técnicos, enumeraré las ventajas prácticas y cotidianas del argón en la soldadura TIG y la soldadura con gas en general. Y al final, revelaré por qué Argon es barato considerando.
1. El argón mantiene las soldaduras TIG limpias y puras
Probablemente, la razón más conocida por la que se usa argón en la soldadura TIG es el efecto protector que tiene un escudo de gas argón en la soldadura. El argón fluye a través de la boquilla del soplete y crea un “paraguas” de gas alrededor del charco de soldadura fundida. Este escudo desplaza idealmente todo el aire alrededor de la zona de enfoque y previene la formación de óxidos. Los óxidos se desarrollan cuando varios materiales reaccionan con el oxígeno.
Para la soldadura TIG, un riesgo es la formación de óxidos de tungsteno. Esto aumenta el desgaste de su electrodo de tungsteno y aumenta la posibilidad de que los óxidos de tungsteno contaminen la soldadura. Estos óxidos funcionan como cuchillas de afeitar fundidas en una banda elástica. Tan pronto como la soldadura (o en este ejemplo, la banda de goma) se estire o se estrese de alguna manera, las hojas de afeitar cortarán el material. De manera similar, debido a que los óxidos tienen una dureza superior en comparación con el material de soldadura circundante, crearán grietas y debilitarán significativamente la resistencia de la unión. Estas inclusiones son altamente indeseables y pueden ser una de las razones por las que las soldaduras deben eliminarse por completo. O peor aún, las articulaciones fallan críticamente.
Algunos materiales son más sensibles cuando se trata de contaminación. El hidrógeno, el agua, el aire o el oxígeno reaccionan de forma crítica con los metales resistentes a la corrosión, como el acero inoxidable. Uno de los efectos causados por estas impurezas en la atmósfera de soldadura puede provocar defectos tales como menor resistencia a la corrosión, grietas, mayor fragilidad, precipitación de carburo y, en general, una soldadura de aspecto desagradable con mucha decoloración.
Hidrógeno, agua, aire, oxígeno, ¿de dónde vienen todas estas cosas? Y la respuesta fácil sería “en todas partes”. El hidrógeno puede originarse a partir de una fuente de gas de protección contaminada o puede producirse cuando se introduce agua en la circulación de la soldadura. Por ejemplo, a través de fugas de refrigeración o un entorno de trabajo húmedo. El hidrógeno también puede estar ya presente en su pieza de trabajo. El hidrógeno, símbolo químico H, se puede encontrar en trabajos de reparación, especialmente cuando se ve el tiempo de servicio marítimo. Además, algunos aceros mal producidos pueden contener hidrógeno. Si no puede confiar en la fuente de su material y no hay una certificación confiable disponible, tenga cuidado al soldar.
Y la tercera fuente de agua/hidrógeno es el aire normal. El aire transporta humedad y oxígeno a un área de soldadura desprotegida y, por lo tanto, debe mantenerse fuera.
Configuración del manómetro para argón2. El argón se puede mezclar con otros gases
El argón no solo viene en diferentes grados de pureza (cuanto más alto, mejor) sino también en mezclas. Primero, una tabla general sobre las combinaciones más comunes y los efectos en la soldadura TIG como comparación. Luego, entraré en más detalles y mencionaré un par de mezclas más exóticas.
IgniciónArc Stab.Ancho de soldaduraPenetraciónVelocidadArfuertefuertemediomediomedioAr/HfuertefuertefuertefuerteHeakweakstrongstrongstrongHe/Ar
25/75mediofuertefuertemediofuerte He/Ar
50/50 débilmediofuertefuertefuerte
Helio (He): El helio, como el argón, es un gas llamado noble. Por lo tanto, el argón y el helio pueden coexistir y son intercambiables en su función básica de crear un entorno de gas de protección inerte. El helio aumenta la penetración de la soldadura en comparación con el argón, aumenta la velocidad de soldadura y se utiliza para soldar acero inoxidable o aluminio. La longitud del arco se vuelve más difícil de controlar cuanto más helio hay en el gas de protección y fomenta las salpicaduras en las acerías.
Oxígeno (O2): acabo de mencionar que el oxígeno debe mantenerse alejado del charco de soldadura para evitar la formación de contaminantes dañinos como óxidos. Pero como ocurre con muchos ingredientes medicinales, la dosis produce el veneno. En el caso del Oxígeno, se añade hasta un 2% al Argón para la liberación de energía química extra. La energía adicional ayuda a la tasa de deposición, lo que significa que acelera el proceso de soldadura. Como la soldadura TIG es un proceso de soldadura lento, el O2 puede ser una forma de modificarlo. Otros efectos positivos en el proceso de soldadura son una mayor estabilidad del arco. La tensión superficial del charco de soldadura también se reduce, lo que conduce a una mejor humectación del área de soldadura en el material base sólido. Debido al proceso de oxidación descrito anteriormente, el argón mezclado con oxígeno no se usa para aluminio, magnesio o cobre.
Nitrógeno (N): Demasiado nitrógeno causa porosidad y fragilidad y no es deseable en la soldadura TIG. Pero al igual que el oxígeno, las pequeñas cantidades mezcladas con el gas argón conducen a una mayor penetración del material base y también mejoran la estabilidad del arco en comparación con el argón puro. Cuando se utiliza para acero inoxidable, se pueden mejorar las propiedades mecánicas. Por ejemplo, la resistencia a la corrosión por picaduras y la prevención de la pérdida de nitrógeno en el metal.
2. Es un “gas noble”: la ciencia en torno al argón
El argón, Ar químico, es un gas llamado inerte, lo que significa que no reacciona con ningún otro elemento. Otro nombre para los gases inertes es gases nobles. El nombre deriva de la traducción directa al alemán de “Edelgas”, que fue acuñado por Hugo Erdmann en 1989 para indicar el nivel extremadamente bajo de reactividad. El término gas noble se usa más comúnmente hoy que otras dos etiquetas comunes son gas inerte o gas raro. Además, gas raro es un término engañoso, ya que el argón es el tercer gas más común en la atmósfera terrestre con cerca del 1% por volumen. Mirando la tabla periódica, los encontraría en la tabla periódica de elementos en el borde derecho. Eso significa que su capa de valencia está llena y, por lo tanto, el elemento es (casi) no reactivo.
3. Necesario para iniciar un arco
Un arco de soldadura consiste en una gran cantidad de electrones que se mueven entre la punta del electrodo y el material base. La dirección de viaje depende de la polaridad. Al principio, los electrones crean un plasma, también llamado 4. estado de la materia, que reduce la fricción que encuentran los electrones mientras viajan. Este plasma es creado por la entrada de energía eléctrica que libera energía de gas.
4. Reduce los colores de recocido (y el tiempo de limpieza) para las soldaduras de acero inoxidable
Otro efecto que evita el soldador cuando se suelda TIG son los colores de recocido. Estas decoloraciones del material base indican que la metalurgia del metal ha cambiado. ¿Por qué es eso importante? Elementos importantes se han difundido o evaporado, lo que deja el área circundante de la junta de soldadura desprotegida contra diferentes formas de óxido al soldar aceros inoxidables. Para mitigar eso, cubrir la parte posterior de su soldadura con argón puede ser muy ventajoso para obtener resultados óptimos. A continuación se muestra una descripción general de los métodos de limpieza disponibles después de soldar acero inoxidable.
Método para eliminar
colores de recocidoComentarioCepilladoremoción lenta de material
baja resistencia a la corrosión Rectificado Eliminación uniforme de material
Peligro de sobrecalentamiento local VoladurasBaja velocidad de arranque de material
Condición superficial ventajosa Decapado Eliminación de material químico
muy buena consistencia
La oxidación y la escoria deben eliminarse primeroElectroquímica
LimpiezaBuenos efectos de limpieza
Proceso lentoArgon Gas
FormaciónNinguna o muy poca decoloración
El argón puede, por lo tanto, ayudar a acelerar el proceso de limpieza después de la soldadura. No limpiar la soldadura después es especialmente útil y se aplica comúnmente cuando se sueldan tanques o tuberías, donde la limpieza de la parte trasera no es accesible o es muy difícil.
Cuando está soldando acero CrNi o aleaciones de Ni, el uso de argón para proteger la parte posterior de la soldadura vale la pena el costo adicional de argón adicional. Si desea profundizar en ese tema o encontrar el gas protector ideal para esta aplicación, le recomiendo la norma EN ISO 14175 para ver las pautas de posibles combinaciones de metales y gases.
Para geometrías de difícil acceso, como tubos, se construyen cámaras de formación para permitir la “inundación” de la soldadura con argón. Ejemplos de selladores alrededor de la soldadura son “papel de formación” soluble en agua, cámaras de formación de plástico, espuma y “bolas de formación” solubles en agua.
6. Barato en comparación con las Alternativas
Esta respuesta varía un poco según el lugar del mundo en el que estés soldando. Por ejemplo, la principal alternativa al argón, el helio, es mucho más barata en Estados Unidos que en Europa debido a la falta de fuentes naturales. El helio en Europa se extrae principalmente de la atmósfera y, por lo tanto, es más caro porque el argón es más abundante. Entonces, en términos generales, el helio es más caro que el argón. Y ambos son baratos en comparación con los otros gases nobles.
¿Y no sería una opción usar un gas noble en la soldadura TIG? Como traté de señalar en este artículo, la soldadura TIG necesita una atmósfera inerte y bien protegida para que funcione bien. Algunos gases más activos pueden estar bien para aplicaciones especiales, pero en general, los gases no inertes dañarán los resultados de su soldadura.
preguntas relacionadas
¿Es peligroso el argón?
La respuesta corta es sí, pero no en la forma en que lo son los gases más peligrosos. El argón no es tóxico, pero es mucho más pesado que el aire. Como resultado, el argón reemplazará al oxígeno con el tiempo. Reemplazar el oxígeno es especialmente peligroso cuando se suelda en espacios reducidos o contenedores. Morir por asfixia con argón no es infrecuente y, a veces, se lo denomina “ahogamiento con argón”. Siempre dé al argón la oportunidad de “fluir” o use un suministro de oxígeno adicional cuando suelde tanques, por ejemplo.
¿Cuántos gases nobles hay en nuestra atmósfera?
Los tres gases nobles que todos respiramos a diario son, ordenados según su ocurrencia, argón, neón, helio y criptón. Combinados, constituyen alrededor del 1% de la atmósfera terrestre.
¿En qué consiste “Aire”?
Nuestro aire respirable se compone principalmente de los siguientes gases: Nitrógeno (78%), Oxígeno (20%), Gases nobles (1%), Dióxido de carbono (0,03%) y Vapor de agua (0,97%). La relación obviamente cambia según su ubicación y la altura de medición, pero estos son promedios útiles.
Otras aplicaciones industriales El argón se utiliza por las siguientes razones:
El argón se usa en todas las industrias donde se desea una atmósfera protectora no reactiva, y el valor del producto puede compensar el aumento en el costo del proceso. Por ejemplo, la industria de los semiconductores utiliza argón para hacer crecer cristales, como el germanio. O las mantas no reactivas de titanio se producen en un entorno tan protector.