Cuando se trata de gas de soldadura, puede encontrar una amplia gama de gases disponibles para usar. Un vistazo rápido al sitio web de una compañía de gas muestra seis gases puros disponibles para soldar, junto con seis familias de gases mezclados. Agregue las diferentes proporciones para cada mezcla, y rápidamente tendrá dolor de cabeza al pensar en todas las opciones.
¿Qué gas es mejor para la soldadura TIG de acero al carbono y por qué? El mejor gas para la soldadura TIG de acero al carbono es el argón. El argón proporciona una buena combinación de características que producen soldaduras TIG limpias y de alta calidad en acero al carbono. Los beneficios del argón como gas de protección incluyen:
- Protección contra la oxidación
- Buena transferencia de calor
- Estabilidad del arco
- Salpicaduras reducidas
- Precio pagable
Otros gases funcionarán para soldar acero al carbono TIG, pero el argón es la mejor combinación de precio y calidad de soldadura. Debe ser su primera opción cuando suelde acero al carbono TIG.
Fundamentos de la soldadura TIG
TIG significa gas inerte de tungsteno. Oficialmente, el nombre del proceso de soldadura es “soldadura por arco de tungsteno con gas” o GTAW. A veces se le llama soldadura “heliarc”, abreviatura de soldadura por arco de helio (el gas de protección original). Todos estos nombres significan lo mismo.
La soldadura TIG funciona así: un electrodo de tungsteno genera un calor tan intenso (¡hasta 11.000 grados!) que el metal que estás soldando se derrite. La temperatura es tal que el metal se oxidaría si se expusiera al oxígeno. Para proteger la soldadura, la pieza de mano que sostiene el electrodo alimenta una corriente constante de gas no reactivo sobre la soldadura.
El gas no reactivo mantiene el oxígeno fuera del cordón de soldadura durante los pocos segundos cruciales en que está lo suficientemente caliente para ser reactivo. Originalmente, el helio era el gas preferido para la protección, de ahí el nombre “heliarc”. Ahora se prefiere el argón para soldar acero al carbono.
Si prueba la soldadura TIG sin gas de protección, suceden varias cosas. Ninguno de ellos es bueno. Primero, su electrodo de tungsteno se corroerá y se romperá, contaminando la soldadura con tungsteno. Será difícil mantener un arco, por lo que no podrá soldar mucho. Finalmente, su soldadura se oxidará, haciendo que el cordón se vuelva negro. La soldadura también será frágil y débil.
Las antorchas de soldadura TIG están construidas con una conexión de gas justo en el mango. Cuando comienza a soldar, el gas fluye sobre la soldadura para protegerla. Algunas soldadoras TIG de gama alta incluso tienen características que encienden el gas un poco antes de que comience el arco y lo hacen funcionar después de que el arco se detiene, para proteger adecuadamente la soldadura.
Gases de protección
Para obtener los mejores resultados de la soldadura TIG, debe usar un gas de protección. Los mejores gases de protección para la soldadura TIG son los inertes. Es decir, son gases que no reaccionan en absoluto con la soldadura o el metal base. Los gases inertes más comunes son el argón y el helio.
Argón
El argón puro es la mejor opción para soldar acero al carbono. Se pueden usar otros gases, pero tienden a ser más caros. Algunos otros gases, incluso los gases que se usan en otros procesos de soldadura, presentarán problemas si los usa para soldar acero al carbono con TIG.
El argón es un gas incoloro, inodoro e insípido. Constituye poco menos del 1% de la atmósfera terrestre. El argón es un gas de protección excelente porque no es reactivo, produce un arco estable y transfiere bien el calor. Dado que es tan ampliamente utilizado, se considera el estándar para las soldaduras TIG. Otros gases se describen como “más calientes”, “más fríos” o diferentes en comparación con las soldaduras hechas con argón.
Dado que el argón está presente en la atmósfera, tiende a ser relativamente económico. El proceso industrial utilizado para producir oxígeno puro y nitrógeno puro también produce argón. El argón es más pesado que el aire, por lo que cualquier gas que se libere en la soldadura permanece en la atmósfera para ser recapturado una y otra vez.
Las soldaduras hechas con gas protector de argón serán suaves y atractivas, sin escoria ni oxidación visible. La tasa de flujo ideal para el argón debe ser de 15 a 20 pies cúbicos por hora (CFH). Si reduce la tasa de flujo, el gas no protegerá completamente la soldadura y comenzará a ver cómo se desarrolla la porosidad.
Por otro lado, más flujo de gas no es mejor. Si aumenta demasiado el flujo de argón, se crearán turbulencias alrededor de la soldadura. Imagine la diferencia entre un flujo suave de una manguera y un chorro de gran volumen. Inundar más gas en el área de soldadura hará que el argón salpique y se mezcle con el aire. Esto puede crear tantos problemas como muy poco gas de protección.
Helio
El helio también es una buena opción para la soldadura TIG de acero al carbono. Era el gas original utilizado para la soldadura TIG cuando se desarrolló el proceso. Tampoco es reactivo y produce soldaduras limpias. El helio se considera “más caliente” que el argón porque transmite el calor del arco mejor que el argón. Si está soldando con helio, debe reducir el amperaje para evitar deformaciones u otros problemas relacionados con el calor.
El helio es el gas preferido para soldar piezas gruesas de aluminio. Dado que el aluminio conduce bien el calor, requiere un arco más caliente que el acero para formar un charco de soldadura. Muchos trabajadores metalúrgicos encuentran que el aluminio que es demasiado grueso para soldarlo con argón, incluso con el amperaje al máximo, se suelda perfectamente con helio.
Debido a la transferencia de calor mejorada, se obtiene una soldadura más profunda con helio. El calor penetra más en la junta que con el argón. Esto es bueno para metal grueso, pero puede causar deformaciones con acero más delgado. También puede trabajar más rápido con helio. En lugar de obtener una soldadura profunda, puede aplicar la varilla de relleno más rápidamente para terminar la misma junta en menos tiempo.
El mayor inconveniente de soldar con helio es el precio. Es más liviano que el aire, por lo que cualquier helio liberado en el aire flota hacia el espacio. Hay bolsas de helio presentes en la corteza terrestre, pero se están agotando. Una vez que se han ido, se han ido y no se pueden reemplazar. Esto hace que el helio sea caro para soldar.
Se pueden conseguir buenas soldaduras TIG con helio, pero el precio desaconseja su uso. Si no tiene una excelente razón para soldar con TIG utilizando helio como gas de protección, quédese con el argón.
Mezcla Argón – Helio
Dado que tanto el argón como el helio son buenos para la soldadura TIG, tiene sentido que las mezclas de los dos también sean buenos gases de protección. Las mezclas más comunes son 25 % helio / 75 % argón, 75 % helio / 25 % argón y una mezcla 50-50 de los dos.
Como era de esperar, el rendimiento de soldadura de los gases combinados es una mezcla de los dos gases de protección. Agregar helio hace que el arco sea más caliente y la soldadura penetra más profundamente que el argón puro, pero no tan caliente y profundo como el helio puro. Dado que el helio es más caro que el argón, las mezclas también tienden a tener un precio intermedio: más alto que el argón, pero menos que el helio puro.
Al igual que con el helio puro, evite el helio: las mezclas de argón deben evitarse a menos que tenga una buena razón para comprarlas. Estas mezclas no dañarán la soldadura, pero no son buenas para su billetera.
Cuando el helio tiene sentido
Hay una situación en la que el helio o una mezcla de helio y argón tiene sentido para soldar acero al carbono: soldar material muy grueso. La regla general es que puede soldar TIG una milésima de pulgada (.001) por amperio. Un soldador de 150 amperios es adecuado para material de 0,15 pulgadas de espesor, o alrededor de 5/32. Un soldador de 250 amperios puede soldar acero de un cuarto de pulgada. Estos números se calculan en función del uso de argón como gas de protección.
Puede estirar un poco el grosor si usa helio en su lugar. El helio funciona aproximadamente un 20 % más caliente que el argón, por lo que su soldador de 150 amperios podría estirar y soldar material de hasta 0,18 o 3/16 de pulgada de espesor. Un soldador de 250 amperios podría soldar material de 0,30 pulgadas de espesor. No es una gran diferencia, pero usar helio como gas de protección puede ayudarlo a soldar material un poco más grueso de lo normal.
Argón – Mezcla de Hidrógeno
Algunas aplicaciones de soldadura TIG usan argón mezclado con bajos niveles de hidrógeno. Las mezclas utilizadas para la soldadura TIG van del 2 % al 15 % de hidrógeno, siendo el resto argón. El uso más común de las mezclas de argón e hidrógeno es para soldar acero inoxidable.
La razón más importante para usar mezclas de hidrógeno es que el oxígeno reacciona mejor con el hidrógeno que con el acero. Tener un rastro de hidrógeno en la mezcla de gas de protección garantiza que el ambiente estará libre de oxígeno y ofrece protección adicional contra la oxidación. Esto es importante para soldar acero inoxidable para aplicaciones de servicio de alimentos porque no deja puntos ásperos donde los gérmenes puedan esconderse.
Agregar hidrógeno al argón también aumenta el calor de soldadura, al igual que el helio. Esto le permite obtener una soldadura más profunda para materiales gruesos o avanzar más rápido en materiales delgados. También puede usarlo como helio para soldar material más grueso, pero probablemente sea mejor usar helio para esto.
No hay una buena razón para usar mezclas de argón e hidrógeno para soldar acero al carbono. Estas mezclas son necesarias para soldar acero inoxidable, pero no acero al carbono.
Gases que no funcionan
Algunos gases de protección de soldadura no funcionarán para la soldadura TIG. Los nuevos soldadores TIG a menudo se preguntan si pueden usar el mismo gas de protección para soldadura TIG que usan para MIG. Las mezclas de gases para soldadura MIG no funcionarán para soldadura TIG. Apéguese a los gases inertes para TIG.
Dióxido de carbono
La mayoría de los gases de soldadura MIG incluyen alguna proporción de dióxido de carbono (CO2). Algunas aplicaciones MIG incluso utilizan CO2 puro como gas de protección. El CO2 es menos costoso que el argón pero produce una soldadura más áspera. Se usa en soldadura MIG cuando la velocidad es más crítica que la apariencia de la soldadura.
El CO2 no funcionará para TIG porque es un gas reactivo. El alto calor de TIG y el electrodo de tungsteno causarán problemas si usa CO2 como gas de protección. La calidad de la soldadura será deficiente y encontrará fragmentos de tungsteno en el cordón de soldadura. Evite el CO2 para soldaduras TIG. Esto se aplica tanto al CO2 puro como a las mezclas de argón y CO2.
Las varillas para soldadura TIG están formuladas de manera diferente a las varillas para soldadura MIG. Las varillas MIG incluyen fundente que está presente para quemar las impurezas del metal. El CO2 en el gas MIG es parte de este proceso. Las varillas TIG son relleno puro sin fundente. Estas varillas reaccionarán con el CO2 en la soldadura y crearán porosidad o grietas.
triple mezcla
Otro gas de protección MIG estándar es “tri-mix”. Tri-mix es una combinación de argón, helio y CO2. Las mezclas suelen ser en su mayoría helio o en su mayoría argón, con solo una pequeña cantidad de CO2. Algunas de estas mezclas funcionan bien cuando se realiza soldadura MIG de acero inoxidable para obtener una buena combinación de colores y velocidad de soldadura. Las mezclas con una mayor proporción de CO2 son adecuadas para la soldadura MIG de metales oxidados o sucios. El CO2 actúa como fundente para limpiar la superficie.
Dado que el trimex contiene dióxido de carbono, es una mala elección para la soldadura TIG. El CO2 reaccionará con el electrodo de tungsteno y contaminará la soldadura.
Nitrógeno
La ventaja significativa del nitrógeno es que es barato. El aire que respiramos tiene un 78 % de nitrógeno, por lo que es fácil de conseguir. El nitrógeno se usa a veces como gas de purga cuando se suelda acero inoxidable con TIG. También se utiliza en soldadura MIG para algunas aplicaciones.
El nitrógeno funciona como gas de purga en la parte posterior de una soldadura TIG porque no está expuesto a altas temperaturas del arco. El gas de purga protege la parte posterior de una soldadura (especialmente el acero inoxidable) de la oxidación mientras está caliente. Sin embargo, el nitrógeno reaccionará con el electrodo de tungsteno y arruinará la soldadura si se usa como gas de protección.
Gases Reactivos
Hay algunos otros gases que nunca debe tener cerca cuando suelda. Cualquier gas inflamable o reactivo es peligroso en una situación de soldadura. El propano, el butano, el acetileno y el oxígeno provocarán incendios si libera el gas cerca de un arco de soldadura. Mantenga estos gases bien alejados de su área de soldadura.
(Está bien, entonces el oxígeno no es técnicamente inflamable. El fuego es otra cosa que se combina con el oxígeno. Mira este YouTube video
si quieres ver qué sucede cuando introduces oxígeno puro en un fuego. No es lindo. No intente soldar con oxígeno.)
Seguridad de gases
La soldadura TIG casi siempre se realiza en interiores porque el gas de protección puede salir demasiado rápido afuera. Necesita una atmósfera tranquila para obtener las mejores soldaduras TIG. Sin embargo, necesita algo de ventilación cuando suelda con TIG. Tanto el argón como el helio presentan un riesgo de asfixia bajo (pero real).
El argón y el helio son incoloros e inodoros. Si se encuentra en un área con niveles peligrosos de argón o helio, la primera señal de que hay un problema es la pérdida del conocimiento. Una vez que te hayas desmayado, no podrás hacer nada para ayudarte y morirás. Tenga en cuenta los puntos peligrosos cuando utilice gas de protección.
El argón es más pesado que el aire. Cuando se usa en altas concentraciones, se acumulará en áreas bajas. Imagínese dónde se acumularía el agua si su tienda se inunda. Ahí es donde también se acumula el argón. Esto presenta el peligro más importante cuando se trabaja con tuberías y tanques cerrados. El argón puede acumularse en un tanque sin ser visto. Nunca ingrese a un tanque, tubería o cámara cerrados donde se haya realizado una soldadura TIG hasta que se haya ventilado completamente.
El helio es un problema menor porque se eleva. Sin embargo, aún puede quedar atrapado en tanques y tuberías cerrados. El helio se acumula en la parte superior de un tanque en lugar de en la parte inferior. Ventile o abra el tanque para permitir que el helio escape antes de entrar.
Manipulación de cilindros de gas
Los cilindros de gas de soldadura se llenan a presiones de 200 a 300 libras por pulgada cuadrada. Pueden ser peligrosos si se manipulan brusca o incorrectamente. Siga estas reglas de seguridad cuando manipule cilindros de gas:
- La mejor manera de mover los cilindros es en una plataforma rodante o en un carro rodante.
- Si debe mover un cilindro, no en un carrito, hágalo rodar a lo largo de su borde inferior. No lo levantes del suelo para transportarlo.
- Retire el regulador y coloque la tapa de viaje cuando mueva los cilindros.
- Guarde los cilindros en posición vertical, no de costado
- Almacene los cilindros al menos a 20 pies de distancia de materiales inflamables
- Tenga una ubicación de almacenamiento de cilindros dedicada. Asegúrese de que los cilindros no puedan caerse accidentalmente cuando se almacenan.
- Cuando suelde, mantenga el cilindro lo suficientemente alejado de la soldadura para que las chispas o la escoria no lo toquen. Además, asegúrese de que no pueda crear accidentalmente un arco desde el soldador.
- Abra la válvula de presión lentamente para proteger el regulador.
- No use mangueras que estén agrietadas, desgastadas o dañadas
Conclusión
La soldadura TIG de acero al carbono requiere que use un poco de gas protector para proteger la soldadura. No usar ningún gas de protección es una receta para una soldadura mala y fea. El argón es el mejor gas de protección para el acero al carbono. Proporciona un buen equilibrio entre la calidad y el costo de la soldadura. Las mezclas de helio y argón-helio también funcionarán, pero a un precio más alto. Evite el uso de mezclas de gases para soldadura MIG que contengan CO2.