¿Cómo soldar magnesio con el proceso de soldadura TIG? (en breve)
Como dijimos anteriormente, la soldadura TIG es un método popular para soldar aleaciones de magnesio debido a su capacidad para producir soldaduras de alta calidad con una distorsión mínima.
Antes de comenzar el proceso de soldadura TIG, es importante preparar el material limpiando la suciedad, el aceite u otros contaminantes que puedan estar presentes en la superficie del metal. Además, es importante utilizar un metal de aporte diseñado específicamente para aleaciones de magnesio a fin de garantizar resultados óptimos.
Aleaciones de magnesio y alambre de aporte: Generalmente, las aleaciones de magnesio se clasifican en dos categorías: forjadas y fundidas. Las aleaciones forjadas suelen estar compuestas de magnesio, aluminio y zinc, mientras que las aleaciones fundidas suelen estar compuestas de magnesio, aluminio y manganeso.
Los metales de aporte más utilizados para la soldadura TIG de aleaciones forjadas son AZ31B (Mg-Al-Zn) y AZ61A (Mg-Al-Zn). Para aleaciones coladas, los metales de aporte más utilizados son AM50A (Mg-Al-Mn) y AM60B (Mg-Al-Mn). Es importante utilizar un metal de aporte diseñado específicamente para el tipo de aleación que se está soldando para garantizar resultados óptimos. Los electrodos de tungsteno aleados con circonio proporcionarán los mejores resultados.
Gas protector y medidas de seguridad: El gas protector más utilizado para la soldadura TIG de magnesio es el argón, aunque en algunos casos también se puede utilizar helio. También es importante tomar precauciones de seguridad al soldar magnesio, esto incluye usar ropa protectora y ventilación adecuada.
Propiedades y problemas de la soldadura de magnesio: además, es importante considerar factores como el grosor del metal y la tolerancia al calor cuando se suelda aleaciones de magnesio con TIG para evitar la deformación o el agrietamiento del material.
Por ejemplo, los metales más delgados requieren configuraciones de calor más bajas que los metales más gruesos; demasiado calor puede provocar la deformación o el agrietamiento de materiales más delgados, mientras que un calor insuficiente puede provocar una fusión incompleta de materiales más gruesos. Además, es importante no exceder una temperatura máxima de 725 °C (1337 °F) al soldar aleaciones de magnesio, ya que esto podría causar la fragilización del material. Por esa razón, debe ser conservador con la configuración de amperaje de su soldadora TIG.
Configuración del soldador TIG para soldadura de magnesio: La cantidad de amperaje que se usa cuando se suelda aleaciones de magnesio TIG depende del espesor del material que se está soldando. Generalmente, los materiales más delgados requieren ajustes de amperaje más bajos, mientras que los más gruesos requieren un amperaje más alto.
Por ejemplo, para soldar una aleación de magnesio de 0,5 mm (0,02 pulg.) de espesor, se recomienda un ajuste de amperaje de 40 a 60 amperios; para soldar una aleación de magnesio de 3 mm (0,12 pulg.) de espesor, se recomienda un ajuste de amperaje de 80 a 100 amperios.
Finalmente, puede ser necesario un tratamiento posterior al calor de la unión soldada para lograr resultados óptimos; esto incluye procesos de alivio de tensión y recocido que ayudan a reducir las tensiones residuales y mejoran la ductilidad de la unión soldada, respectivamente.
La soldadura TIG proporciona un método eficaz para unir aleaciones de magnesio con una distorsión mínima y excelentes propiedades de resistencia.
Sin embargo, es importante seguir las técnicas de preparación adecuadas antes de comenzar el proceso, así como tomar precauciones de seguridad durante y después de la soldadura para garantizar que se logren resultados óptimos y se eviten los peligros potenciales asociados con el trabajo con esta aleación de metal liviano. Este fue un vistazo rápido a cómo soldar magnesio, si quieres conocer cada paso con más detalle, sigue leyendo este artículo.
¿Qué sucede cuando sueldas magnesio?
- Cuando suelda magnesio, el calor del proceso de soldadura se derrite y fusiona dos piezas de metal. El material fundido luego se solidifica para formar un fuerte vínculo entre ellos. Durante este proceso, se pueden producir chispas y gases que pueden ser peligrosos si no se ventilan o contienen adecuadamente.
- Es importante tomar precauciones de seguridad durante la soldadura con magnesio, como usar ropa protectora y equipo de ventilación adecuado para protegerse de cualquier peligro potencial asociado con el trabajo con metales fundidos. Además, es importante usar los materiales de relleno y las configuraciones correctas para su tipo particular de aleación para garantizar una soldadura exitosa sin grietas u otros problemas después del enfriamiento.
Cómo soldar magnesio: preparaciones y seguridad
Determinación de la aleación de magnesio y sus propiedades de soldadura
Antes de soldar con magnesio, es importante determinar primero que el material que se va a soldar es realmente magnesio, una aleación de magnesio o una fundición de magnesio. La mejor manera de determinar si el material que se está soldando es realmente magnesio y qué aleación de magnesio es, es mediante el uso de un espectrómetro. Este dispositivo utiliza rayos X para medir la composición química de los metales y puede identificar con precisión diferentes aleaciones de magnesio. También se pueden usar otros métodos, como la prueba de chispa o la prueba de dureza, pero no son tan confiables como la espectrometría para identificar aleaciones específicas.
Preparación previa al metal de soldadura
Una vez que se haya determinado esto, debe preparar la pieza de metal principal para soldarla con una amoladora de carburo grueso, limpiando la suciedad o los residuos de su superficie con un cepillo de alambre o papel de lija o sumergiéndola en nitrato de sodio, fluoruro de calcio y ácido crómico. . El siguiente paso en la preparación para la soldadura TIG de magnesio implica reunir todo el equipo necesario, como gas protector (generalmente argón), metal de aporte, electrodos de tungsteno y una configuración de corriente adecuada según el espesor del material que se está soldando.
DCEN para soldaduras de magnesio
La mejor corriente para soldar magnesio es DCEN (Direct Current Electrode Negative). Este tipo de corriente proporciona un arco más estable y una mejor penetración que la soldadura CA. También ayuda a reducir el riesgo de porosidad en las soldaduras debido a su mayor aporte de calor.
Precalentamiento de magnesio antes de soldar
Se recomienda precalentar magnesio o aleaciones de magnesio antes de soldar. El precalentamiento ayuda a reducir el riesgo de agrietamiento y distorsión debido al rápido enfriamiento que ocurre durante la soldadura. La temperatura debe estar entre 200 y 400 °C (392 y 752 °F), según la aleación que se suelde. También es importante asegurarse de que el calor remanente en el metal después de la soldadura se haya enfriado lentamente para que no se agriete o distorsione cuando se enfríe demasiado rápido.
Medidas de seguridad antes de soldar
También es importante asegurarse de que se toman todas las precauciones de seguridad cuando se trabaja con este material altamente inflamable; estos incluyen el uso de ropa adecuada, como guantes resistentes al fuego y protectores faciales, tener una ventilación adecuada durante las operaciones de soldadura, evitar el contacto entre la piel y las superficies de metales calientes mientras se trabaja cerca de ellos después de que se hayan calentado durante los procesos de soldadura, etc. Una vez que todos los preparativos se han hecho antes de comenzar a trabajar en un proyecto que implica la soldadura TIG de piezas de magnesio juntas, el soldador puede comenzar la tarea en cuestión.
¿Se puede soldar magnesio fundido TIG?
- Sí, puede soldar magnesio fundido TIG. La soldadura de piezas fundidas de magnesio es un desafío debido al alto coeficiente de expansión térmica del magnesio y su baja tolerancia al calor, pero con la preparación adecuada y las medidas de seguridad, se puede realizar con éxito.
Espesor del metal, tolerancia al calor y agrietamiento
Al soldar magnesio con el proceso TIG, es importante tener en cuenta el espesor del metal del material que se está soldando. Los materiales más gruesos requieren más entrada de calor que los materiales más delgados para lograr una soldadura exitosa. el mayor coeficiente de expansión térmica del magnesio requiere que se aplique más calor al soldar secciones más gruesas. Esto se debe al hecho de que a medida que aumentan las temperaturas, los materiales con un coeficiente de expansión térmica más alto se expanden a un ritmo más rápido que aquellos con coeficientes más bajos.
Como tal, se debe aplicar más calor para garantizar que todas las partes del material se calienten de manera uniforme y completa durante la soldadura. normalmente entre 150 y 200 amperios para material de 1/8 de pulgada de espesor y hasta 300 amperios para material de 3/4 de pulgada de espesor.
Imagen de una pieza de magnesio fisurada, post-soldadura. motosierracollectors.se
Además, no hay cambio de color a medida que la temperatura se acerca al punto de fusión, por lo que puede ser difícil juzgar cuánto calor se ha aplicado sin experiencia o equipo especializado, como un termómetro infrarrojo o un pirómetro.
También es importante tener en cuenta el riesgo de agrietamiento al soldar magnesio. Las aleaciones de magnesio están sujetas a la corrosión por tensión, ocurre cuando un material se expone tanto a la tensión de tracción como a un entorno corrosivo. Esto puede provocar grietas en el metal soldado, lo que puede debilitar la estructura y hacer que falle prematuramente. El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) es particularmente común en las aleaciones de magnesio, ya que son metales altamente reactivos en ciertos ambientes, como agua salada o soluciones ácidas, que pueden causar grietas en el material soldado si no se tratan adecuadamente.
Para evitar esto, es importante usar una entrada de calor baja y mantener la longitud del arco lo más corta posible mientras se mantiene una buena penetración. Además, el precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT) deben usarse siempre que sea posible para reducir las tensiones residuales que podrían provocar grietas con el tiempo. Al soldar aleaciones de magnesio-aluminio-zinc como AZ31 o AZ61, se debe prestar especial atención debido a sus temperaturas de fusión más altas y una mayor tendencia al agrietamiento en caliente que las aleaciones de magnesio puro.
En estos casos, se recomienda utilizar una configuración de corriente más baja junto con una varilla de relleno adecuada diseñada específicamente para estos materiales a fin de garantizar una fusión adecuada sin una entrada de calor excesiva o distorsión de la pieza de trabajo debido a las diferencias de expansión térmica entre los componentes de aluminio y zinc. de la aleación en comparación con piezas de magnesio puro que se sueldan entre sí. Además, al soldar aleaciones de magnesio-aluminio-zinc, se recomienda utilizar corriente continua (DC) con el electrodo negativo. Esto ayudará a reducir el riesgo de agrietamiento en caliente y garantizará una fusión adecuada entre los componentes.
¿El magnesio es difícil de soldar?
- Sí, el magnesio es difícil de soldar debido a su alta reactividad y bajo punto de fusión. Requiere precauciones especiales, como el uso de un gas protector y metales de aporte específicos para evitar grietas u otros defectos de soldadura.
Varillas de Aportación para Soldadura TIG Magnesio
Al soldar magnesio, las varillas de aporte más utilizadas son AZ61A y AZ92A. La elección dependerá del metal base de la aleación de magnesio, pero están diseñados para proporcionar una buena soldabilidad al unir magnesio limpio o aleaciones de magnesio.
El AZ61A es un alambre de aporte de baja aleación que brinda excelentes propiedades de resistencia y resistencia a la corrosión, mientras que el AZ92A es una varilla de mayor aleación que ofrece propiedades mecánicas superiores, como ductilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga.
La varilla de relleno AZ61A para soldadura TIG de magnesio
La varilla de aporte AZ61A es una aleación de magnesio de baja aleación que brinda excelentes propiedades de resistencia a la corrosión y resistencia. Tiene un punto de fusión de 590 °C (1094 °F) y se puede utilizar en procesos de soldadura manuales y automatizados con un riesgo mínimo de agrietamiento debido a sus altos niveles de tolerancia al calor. Además, tiene excelentes características de fluidez que le permiten fluir fácilmente en la unión durante la soldadura sin crear vacíos ni problemas de porosidad. El AZ61A también ofrece propiedades mecánicas superiores, como ductilidad, tenacidad, resistencia a la fatiga y buena soldabilidad al unir magnesio limpio o aleaciones de magnesio.
La varilla de relleno AZ92A para soldadura TIG de magnesio
La varilla de aporte AZ92A es una aleación de magnesio de aleación superior que brinda propiedades mecánicas superiores, como ductilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga. Tiene un punto de fusión de 590 °C (1094 °F) y se puede utilizar en procesos de soldadura manuales y automatizados con un riesgo mínimo de agrietamiento debido a sus altos niveles de tolerancia al calor. Además, tiene excelentes características de fluidez que le permiten fluir fácilmente en la unión durante la soldadura sin crear vacíos ni problemas de porosidad. La AZ92A también ofrece una buena soldabilidad al unir magnesio limpio o aleaciones de magnesio junto con una mejor resistencia a la corrosión en comparación con la varilla de relleno AZ61A.
Varilla de aportación ERMg5 y otras alternativas para soldadura TIG de Magnesio
Ambas varillas se pueden usar en procesos de soldadura manuales o automatizados con un riesgo mínimo de agrietamiento debido a sus altos niveles de tolerancia al calor. Además, ambos tienen excelentes características de fluidez que les permiten fluir fácilmente en la unión durante la soldadura sin crear problemas de vacíos o porosidad. Además de estos dos metales de aporte comunes para la soldadura TIG de magnesio, existen otras opciones disponibles según los requisitos de la aplicación, tales como:
- ERMg5: esta varilla de aporte es una aleación a base de magnesio que proporciona una mejor resistencia a la corrosión en comparación con otras aleaciones. Tiene un punto de fusión de 590 °C (1094 °F) y se puede utilizar en procesos de soldadura manuales y automatizados con un riesgo mínimo de agrietamiento debido a sus altos niveles de tolerancia al calor.
- EZ33: esta varilla de aporte es una aleación de aluminio y magnesio que ofrece una mayor resistencia a la tracción en comparación con otras aleaciones. Tiene un punto de fusión de 577 °C (1071 °F) y se puede utilizar en procesos de soldadura manuales y automatizados con un riesgo mínimo de agrietamiento debido a sus altos niveles de tolerancia al calor.
- ERMg3 (para mejorar la resistencia a la corrosión)
- EZ33A (para mayor resistencia a la tracción)
- AZ31B (para mayor ductilidad)
Cada uno de estos materiales tiene sus propias ventajas únicas, por lo que es importante seleccionar uno según sus necesidades específicas antes de comenzar cualquier proyecto que involucre soldadura TIG con magnesio.
¿El magnesio es explosivo o inflamable?
- No, el magnesio no es explosivo ni inflamable durante la soldadura. Sin embargo, es importante tomar precauciones de seguridad al trabajar con el metal, ya que puede producir chispas y vapores que pueden ser peligrosos si se inhalan.
Post-tratamiento de la soldadura de magnesio
Al soldar magnesio, es importante seguir ciertos pasos después de que se haya completado la soldadura para garantizar que sea fuerte y duradero. El tratamiento posterior del magnesio soldado incluye el calentamiento posterior, la limpieza y la inspección de grietas.
Tratamiento Post-Calentamiento
Según el grosor del metal que se está soldando y otros factores, como la tolerancia al calor, puede ser necesario un calentamiento posterior para que el proceso de soldadura TIG sea exitoso.
El propósito del poscalentamiento es reducir las tensiones residuales causadas por el enfriamiento de las temperaturas de soldadura que pueden provocar grietas o distorsiones si no se eliminan adecuadamente.
Los metales más gruesos requieren más tiempo a temperaturas más altas para recibir un tratamiento térmico adecuado.
La imagen está tomada de intec-heat.com
En términos generales, los metales con un grosor superior a 1/4 de pulgada requieren postcalentamiento para reducir las tensiones residuales causadas por el enfriamiento de las temperaturas de soldadura.
Limpieza e Inspección de Defectos
Limpieza: después de completar una soldadura TIG en aleaciones de magnesio o limpiar superficies de magnesio, es importante eliminar cualquier residuo de escoria que haya quedado del arco antes de pasar a la inspección de grietas u otros defectos. Esto se puede hacer con una pistola de aire comprimido o con un cepillo de alambre, según la cantidad de material que deba eliminarse del área donde acaba de terminar de soldar.
Inspección de grietas/defectos: una vez que se haya limpiado la superficie de cualquier exceso de residuos, inspeccione su trabajo cuidadosamente utilizando métodos de inspección visual y herramientas de aumento como microscopios si es necesario. Mire de cerca cada línea de unión entre las piezas que se unen, buscando específicamente signos de grietas, deformaciones, porosidad, etc. Si algo parece sospechoso, se deben realizar más pruebas utilizando técnicas no destructivas como las pruebas de penetración de tinte (DPT). o radiografías antes de proceder con el montaje final.
¿Son tóxicos los vapores de magnesio?
- Sí, los vapores de magnesio son tóxicos. La inhalación de los vapores puede causar irritación en el sistema respiratorio y puede provocar problemas de salud más graves. Es importante que los soldadores usen una ventilación adecuada durante la soldadura de magnesio para evitar cualquier riesgo potencial para la salud debido a la exposición.
En conclusión
La soldadura de magnesio es una tarea compleja y desafiante que requiere la preparación adecuada, el equipo de soldadura adecuado y la técnica adecuada. Es importante asegurarse de que el material sea realmente magnesio y utilizar el metal de aporte, el gas protector y la corriente correctos. La tolerancia al calor y el agrietamiento son dos problemas a tener en cuenta al soldar magnesio, y se necesita atención especial para las aleaciones de magnesio-aluminio-zinc.
Las varillas de relleno se deben elegir con cuidado y el tratamiento posterior de la soldadura es importante para garantizar que la soldadura sea fuerte y segura. Finalmente, la seguridad debe ser una prioridad al soldar magnesio, ya que es un material peligroso para trabajar. Cumplir con las medidas y técnicas correctas garantizará una soldadura exitosa y ayudará a mantener seguros a los trabajadores.