La soldadura TIG es uno de los procesos de soldadura más desafiantes que requiere mucha práctica, pero produce soldaduras estéticas y de la más alta calidad. En la línea de desafíos que debe superar para obtener el mejor resultado, se encuentra la selección adecuada de tungsteno.
Como principiante, es posible que haya escuchado a otros soldadores hablar sobre los electrodos de tungsteno rojo u dorado, debatiendo cuál es mejor o cuál se adapta mejor a las aleaciones de acero o aluminio. Es por eso que decidimos ayudarlo a comprender los tipos de electrodos de tungsteno y brindarle consejos para elegir el adecuado para su aplicación.
Fuente: https://weldguru.com/tig-welding/
Papel del tungsteno en la soldadura TIG
TIG significa proceso de soldadura con gas inerte de tungsteno, por lo que, como puede deducir, este proceso depende en gran medida de los electrodos de tungsteno. El tungsteno es un elemento metálico raro con el punto de fusión más alto de cualquier metal. Como resultado, el electrodo es más que capaz de soportar el calor del arco de soldadura sin derretirse.
Fuente: https://www.sciencerockhill.com/data/melting-boiling-points-of-metals
Los electrodos de tungsteno vienen en una amplia variedad de tamaños, longitudes y composiciones. Por lo tanto, en el mercado se pueden encontrar electrodos TIG con diámetro de electrodo que va desde 0.040″-3/32″, compuestos de tungsteno puro o con óxidos añadidos, de 7″ de longitud o menos.
Cada una de estas propiedades puede afectar los resultados de la soldadura, por lo que muchos principiantes se preguntan por dónde empezar. Dado que elegir el tungsteno de soldadura TIG correcto es esencial para obtener los mejores resultados de soldadura en diferentes tipos de metales, lo ayudaremos a comprender sus propiedades y preparación.
Explicación de los tipos de electrodos de tungsteno de soldadura TIG
La Sociedad Estadounidense de Soldadura publicó “Especificación para electrodos de tungsteno dispersos de tungsteno y óxido para soldadura y corte por arco” para garantizar que cada soldador obtenga electrodos de tungsteno con una composición específica.
El documento AWS A5.12M/A5.12:2009 también proporciona una tabla que identifica el código de colores utilizado en los Estados Unidos, Europa y Japón, que es la mayor parte de la cuota de mercado del tungsteno vendido. Debido a que es más fácil distinguirlos, muchos soldadores hoy en día llaman a los electrodos TIG por color en lugar de su nombre original.
Fuente: https://www.techstreet.com/standards/aws-a5-12m-a5-12-2009?product_id=1620788
Entonces, veamos cuáles son los tipos comunes de electrodos de tungsteno y cuáles son sus características.
Electrodo de tungsteno puro – Código de color: Verde
Los electrodos de tungsteno puro contienen un 99,50 % de tungsteno y se indican como EWP en la clasificación AWS. El tungsteno puro es una de las opciones de electrodos más antiguas y estuvo estrechamente relacionado con el descubrimiento de la soldadura por arco de tungsteno con gas. La soldadura TIG se desarrolló inicialmente para la soldadura de aluminio y magnesio, y estos electrodos se utilizan en las mismas aplicaciones incluso hoy en día.
ANSI/AWS A5.12/A5.12M:2009, Tabla 3, Requisitos de identificación de electrodos, reproducida con autorización de la American Welding Society, Miami, Fl.
Fuente: http://www.halversoncts.com/76-tungsten-electrodes.html
Los electrodos de tungsteno verde muestran los mejores resultados en la soldadura de CA, donde forman una punta limpia y abombada cuando se calientan. Además, ofrecen un arco estable en soldadura por onda balanceada y sinusoidal, pero a costa de un alto consumo. Sin embargo, el mayor consumo se ve compensado por su bajo precio.
Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=7mPfHhFp-d0
Además del alto consumo, los electrodos de tungsteno puro tienden a escupir a mayor amperaje. Entonces, aunque podría usarlos para soldadura de CC, no funcionan bien para garantizar un inicio de arco suave y resultados limpios en aplicaciones de mayor amperaje.
Debido a los inconvenientes conocidos de los electrodos de tungsteno puro, los fabricantes introdujeron óxidos para mejorar la estabilidad del arco, el inicio del arco y el rendimiento. Aún así, algunos soldadores prefieren el tungsteno verde en la soldadura de aluminio y magnesio debido a los precios más bajos.
Electrodos de tungsteno toriado
Los electrodos toriados son uno de los más versátiles del mercado, lo que los convierte en uno de los electrodos de tungsteno más utilizados en la actualidad. Contienen 97,30% de tungsteno y 1,70 a 2,20% de óxido de torio. Los buenos inicios de arco de soldadura de CC y la estabilidad con longevidad y una tasa de erosión media son las razones por las que muchos soldadores mayores confían en los electrodos toriados.
La adición de óxido de torio al tungsteno reduce la temperatura de funcionamiento por debajo del punto de fusión, lo que minimiza la contaminación y el consumo del baño de fusión. Como resultado, los electrodos de soldadura toriados brindan excelentes resultados en la soldadura negativa de electrodo de CC (polaridad recta) en acero al carbono e inoxidable, aleaciones de níquel y rendimiento de soldadura de aleaciones de titanio.
Fuente: https://weldguru.com/ac-vs-dc-welding/
Los electrodos toriados no funcionan bien en la soldadura de CA en comparación con los electrodos de tungsteno verde. Además, el extremo con bola, que es adecuado para la soldadura de metales no ferrosos, es difícil de mantener.
AWS reconoce tres tipos de electrodos toriados: amarillo, rojo y morado, pero solo dos de ellos son comercialmente significativos:
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El electrodo toriado EWTh-1 tiene un código de color amarillo y contiene de 0,8 a 1,2 % de óxido de torio disperso en toda su longitud. Los electrodos de tungsteno amarillo mantienen bien la punta afilada, lo que los convierte en una excelente opción para acero, aleaciones de cobre, titanio o aleaciones de níquel.
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Los electrodos toriados EWTh-2 tienen un código de color rojo y contienen entre 1,7 y 2,2 por ciento de torio, lo que aumenta las características de funcionamiento. Con buena estabilidad y arranque del arco, bajo consumo y excelentes resultados en la soldadura de CC, los electrodos de tungsteno rojo son su opción preferida para la soldadura TIG de acero.
Electrodo de tungsteno toriado al 2 % (rojo, WT20) | Electrodo de soldadura TIG YesWelder®
El mayor inconveniente de los electrodos toriados radica en la adición de torio, que es un material radiactivo. Es por eso que debe tener mucho cuidado al moler electrodos de tungsteno toriados. Las preocupaciones de seguridad son una de las razones principales por las que muchos soldadores recurren a alternativas como los electrodos de tungsteno ceriado o lantanados.
Electrodos ceriados – Código de color: Gris, Ex: Naranja
Los electrodos ceriados contienen 97,30 por ciento de tungsteno y 1,80 a 2,20 % de CeO2 u óxido de cerio, también conocido como ceria. Aunque hay varios grados de electrodos ceriados, solo uno tiene importancia comercial: EWCe-2, que tiene un color gris en la punta.
Los electrodos ceriados EWCe-2 brindan excelentes resultados en soldadura de CC de bajo amperaje. En comparación con el tungsteno verde, los electrodos grises muestran inicios de arco y estabilidad del arco excepcionalmente mejores y una tasa de vaporización reducida. Aunque proporcionan características de arco similares a las de los electrodos toriados, los electrodos ceriados funcionan mejor en situaciones de bajo amperaje, lo que los hace adecuados para la soldadura de láminas delgadas, la fabricación de tuberías y la unión de metales delicados.
Electrodo de tungsteno ceriado al 2 % (gris, WC20) | Electrodo de soldadura TIG YesWelder®
Los electrodos grises se pueden usar en corriente alterna, pero funcionan mejor con acero al carbono e inoxidable, aleación de níquel y soldadura de titanio, similar al tungsteno rojo. Sin embargo, la ceria no es radiactiva como el torio, lo que presenta una ventaja.
No obstante, los electrodos ceriados muestran malos resultados en la soldadura TIG de CC de alto amperaje. Los óxidos migran a la punta del electrodo, donde se concentra el calor, y se dispersan. Al perder el óxido de cerio, los electrodos pierden sus características positivas.
Electrodos Zirconiados – Código de Color: Marrón
El electrodo de tungsteno circoniado contiene 99,10 % de tungsteno y 0,15 a 0,40 % de óxido de circonio. Llevan un color marrón en la punta y AWS los clasifica como EWZr-1. Los electrodos de soldadura TIG marrones se desarrollaron como una alternativa al tungsteno puro, que se puede ver por el alto contenido de tungsteno.
De manera similar, los electrodos de tungsteno con circonio se utilizan para trabajos de soldadura CA que incluyen soldadura TIG de aleaciones de aluminio y magnesio. La gran cantidad de tungsteno produce un arco altamente estable y retiene una punta en forma de bola. Mientras tanto, agregar óxido de circonio mejora el inicio del arco, produce menos salpicaduras y maneja mejor el amperaje más alto que los electrodos de tungsteno puro.
Soldadura TIG con electrodo de tungsteno circoniado
Foto de @rollingbombfab
Los electrodos de tungsteno marrón son más caros que los de tungsteno verde, pero son cruciales en las aplicaciones de soldadura de onda sinusoidal de CA que requieren limpieza. Además, debido a la menor cantidad de saliva, estos producen una contaminación y un consumo significativamente menores que los electrodos de tungsteno puro.
Aunque el tungsteno zirconiado tiene una capacidad de conducción de corriente similar a la de los electrodos toriados, no debe usarlo en aplicaciones de soldadura de CC en acero al carbono.
Electrodos de tungsteno lantanados
Los electrodos de tungsteno lantanados contienen un mínimo de 97,80 % de tungsteno y la adición de 0,8-1,7 % de óxido de lantano (La2O3), que también se denomina lantana. El óxido de lantano agregado mejora el inicio del arco, la estabilidad y el rendimiento en soldaduras de CA y CC. Además, mantienen una punta afilada para soldadura de acero, así como una punta esférica para aleaciones de aluminio y metales no ferrosos en soldadura AC TIG.
Debido a sus características favorables, el electrodo de tungsteno lantanado se considera un reemplazo adecuado para el electrodo de tungsteno toriado. Sin embargo, el óxido de lantano no es radiactivo, lo que hace que estos electrodos sean una opción para muchos soldadores en la actualidad.
Intento del estudiante de soldar una esquina exterior usando aluminio de 1/8” usando un tungsteno azul (2% lantanado) de 3/32”.
Foto de @general.air
La AWS clasifica los electrodos de tungsteno lantanados en tres grados separados según la adición de lantana:
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Los electrodos EWLa-1 contienen 0,8-1,2 por ciento en peso de óxido de lantano y son de color negro en la punta. Estos son similares a un electrodo de tungsteno azul y muestran inicios de arco de soldadura de CC, arco estable, baja tasa de erosión, amplio rango de amperaje y sin salpicaduras.
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Los electrodos EWLa-1.5 son uno de los electrodos más versátiles en la actualidad debido a su capacidad para funcionar bien tanto en trabajos de soldadura de CA como en aplicaciones DCEN. Estos contienen 1,3–1,7 % en peso de La2O3 y puede distinguirlos por el color dorado en la punta.
Electrodo de tungsteno con lantano al 1,5 % (Oro, WL15) | Electrodo de soldadura YesWelder®TIG
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Los electrodos EWLa-2 contienen de 1,8 a 2,2 % en peso de óxido de lantano disperso, que se encuentra entre la mayor cantidad de óxidos en todos los tipos de electrodos especificados por AWS. La alta adición de óxidos permite que el tungsteno azul resista altas cargas de pulsos y amperaje mientras retiene un excelente rendimiento de inicio de arco con una baja tasa de consumo.
Electrodo de tungsteno con lantano al 2 % (azul, WL20) | Electrodo de soldadura TIG YesWelder®
Electrodos de tungsteno de tierras raras
Los electrodos de tungsteno de tierras raras contienen óxidos de tierras raras que no están especificados por una clasificación existente. La AWS los clasifica como electrodos EWG y los fabricantes deben usar cualquier color que no sea el estandarizado (rojo, azul, dorado, marrón, etc.). La adición de óxidos de tierras raras mejora la estabilidad del arco, las características de inicio del arco y el rendimiento general de la soldadura. Además, los óxidos agregados pueden proporcionar características para aplicaciones especiales de soldadura CA o corriente continua.
Aunque los electrodos de tierras raras pueden contener cualquier óxido, los fabricantes deben marcar claramente cada aditivo y su porcentaje en el paquete. Como resultado, puede obtener un electrodo específico que se adapte perfectamente a sus aplicaciones de soldadura TIG. Sin embargo, como aficionado, rara vez necesitará usarlos.
Consejos de preparación de tungsteno
Después de elegir el electrodo de tungsteno correcto para su aplicación, debe preparar su punta de acuerdo con los requisitos. Las preparaciones típicas incluyen puntas de tungsteno en forma de bola, puntiagudas y truncadas.
Los electrodos de soldadura de CA (tungsteno puro o circoniado) requerirán una punta de bola que funcione muy bien en máquinas GTAW de onda sinusoidal y de onda cuadrada convencional. Para obtener la punta en forma de bola, no necesitará una preparación especial. Simplemente proporcione una corriente CA y la bola se formará en el extremo del electrodo.
Fuente: https://myelectrical.com/notes/entryid/250/how-dc-to-ac-inverters-work
Por el contrario, la soldadura de acero inoxidable o acero requerirá una punta afilada y/o truncada que se pueda aplicar en varios tipos de electrodos (electrodos toriados, lantanados, etc.). Necesitará un afilador de electrodos de tungsteno especializado con una amoladora de diamante para afilar el electrodo de tungsteno. .
Afilador de electrodos de tungsteno YesWelder® Amoladora Herramienta de soldadura TIG con ranura de corte Múltiples ángulos y compensaciones
Como regla general, deberá rectificar el cono a una distancia de no más de 2,5 veces el diámetro del electrodo. Esto se debe a que esmerilar el cono produce un arco más enfocado, lo que aumenta la penetración y la estabilidad en general. Sin embargo, tenga cuidado al moler electrodos de tungsteno toriados debido a los riesgos para la salud ya conocidos.
La soldadura de aluminio de calibre delgado o cualquier metal delicado propenso a la distorsión requerirá una punta puntiaguda. La punta puntiaguda enfoca el arco de cerca y estrecha la zona afectada por el calor. La ZAT estrecha es crucial cuando se trata de evitar la distorsión de metales delicados.
Fuente: http://www.difference.minaprem.com/joining/difference- between-weld-metal-and-heat-affected-zone-haz/
Elegir el electrodo de tungsteno adecuado
Al comprender las características de cada tipo de electrodo y la preparación de tungsteno, ya puede deducir cuál es el tungsteno adecuado para acero, acero inoxidable o aleaciones de aluminio.
No obstante, esta última sección de nuestro artículo servirá como un excelente resumen de todo lo que aprendimos hoy.
¿Cuál es el mejor tungsteno para acero?
Para soldar acero al carbono con TIG, puede usar una amplia variedad de electrodos TIG, y la elección correcta variará según el amperaje del proceso.
Los soldadores experimentados le dirán que la opción más versátil para la soldadura de acero son los electrodos toriados (punta de electrodo roja). La única razón es la capacidad de trabajar bien con acero grueso y delgado, aplicaciones de CA/CC, arco extremadamente estable, arranque de arco excepcional características y resultados finales del charco de soldadura.
Sin embargo, debido a los peligros para la salud del torio, muchos soldadores hoy en día comenzaron a usar electrodos lantanados. El tungsteno con punta de oro presenta una alternativa y otra excelente opción para el acero. No causa problemas de salud y es duradero, pero tiende a funcionar un poco peor en aplicaciones de bajo amperaje. Mientras tanto, el tungsteno azul funciona muy bien en la soldadura de acero de CC de alto amperaje.
La soldadura de acero con CC a baja corriente requerirá electrodos de tungsteno ceriado. El tungsteno gris produce un arco más estable con acero delgado, que se considera una alternativa al tungsteno rojo o dorado.
Foto por @castelonwelding
¿Cuál es el mejor tungsteno para acero inoxidable?
Si bien la soldadura TIG de acero inoxidable es fundamentalmente diferente y más desafiante que unir acero dulce, la selección de electrodos de tungsteno sigue siendo la misma. Puede soldar con TIG con éxito acero inoxidable con electrodos toriados, lantanados o ceriados.
Una vez más, el tungsteno rojo es una opción versátil para el acero inoxidable, pero puede usar electrodos con lantano como alternativa debido a problemas de seguridad. El tungsteno ceriado funcionará mejor que el tungsteno dorado en aplicaciones de acero inoxidable de bajo amperaje.
Foto por @weldinginoxita
¿Cuál es el mejor tungsteno para aluminio?
La soldadura TIG de aluminio requiere una corriente alterna, por lo que necesitará un electrodo de tungsteno que funcione muy bien con él. Los electrodos de tungsteno puro (verde) o de tungsteno circoniado (marrón) son opciones típicas.
Muchos soldadores eligen tungsteno verde para aluminio debido a su bajo precio y rendimiento de arco decente al soldar magnesio, aluminio u otros metales no ferrosos. Sin embargo, el tungsteno puro tiene la tasa de consumo más alta de cualquier tipo de tungsteno y tiende a escupir en aplicaciones de mayor amperaje.
Cuando la limpieza es crucial, la soldadura AC TIG requerirá tungsteno de circonio. Aunque es más expansivo que el tungsteno verde, los electrodos marrones muestran un mejor inicio de arco, menor consumo y contaminación del charco de soldadura.
Foto por @pacificarctigwelding
Pensamientos finales
El tungsteno rojo, azul, dorado o verde puede sonar confuso para usted como principiante, pero comprender cómo afectan el rendimiento del arco de soldadura es crucial para garantizar los mejores resultados. Por suerte, la clasificación AWS te permite distinguir cada tipo de tungsteno por su color y conocer su composición.
Al comprender las propiedades de cada tipo de electrodo TIG, elegir el adecuado para su aplicación debería ser pan comido. Con suerte, nuestro artículo lo ayudó a comprender una pequeña parte del complicado rompecabezas llamado soldadura TIG.
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