La soldadura de níquel con TIG es una técnica esencial cuando se trata de unir metales resistentes al calor y la corrosión. En este artículo, descubriremos paso a paso cómo realizar efectivamente esta soldadura utilizando el proceso de soldadura TIG. Aprenderemos sobre los materiales necesarios, la preparación adecuada, las técnicas de soldadura y los consejos importantes para lograr soldaduras de alta calidad en níquel. ¡No te pierdas esta guía completa y comienza a dominar el arte de soldar níquel con TIG!
Tipos y aplicaciones de aleaciones de níquel
El níquel es un elemento metálico de color blanco plateado que se utiliza en aleaciones como los aceros inoxidables austeníticos y otras aleaciones resistentes a la corrosión. El níquel tiene una alta resistencia a la oxidación y la corrosión y, por tanto, es un material ideal para muchas aplicaciones industriales. También es un metal dúctil y maleable que permite moldearlo y mecanizarlo fácilmente en una variedad de formas.
Existen diferentes tipos de aleaciones de níquel, cada una con sus propias propiedades únicas.
Entre ellas se incluyen las aleaciones de níquel-cromo (NiCr), las aleaciones de níquel-hierro (NiFe), las aleaciones de níquel-molibdeno (NiMo), las aleaciones de níquel-cobre (NiCu) y las aleaciones de níquel-titanio (NiTi). Cada una de estas aleaciones tiene diferente resistencia a la corrosión, resistencia, dureza, ductilidad y otras propiedades que las hacen ideales para aplicaciones específicas.
Las aleaciones de níquel se utilizan en una variedad de industrias, incluidas la aeroespacial, automotriz, de procesamiento químico, de fabricación de dispositivos médicos, de producción de petróleo y gas, de energía nuclear y más. En la industria aeroespacial, las superaleaciones a base de níquel se utilizan para construir componentes de motores debido a su alta resistencia y tolerancia a la temperatura. En la industria automotriz, las aleaciones de níquel se utilizan en los sistemas de escape para reducir el ruido y aumentar la eficiencia.
¿Se puede soldar el níquel con TIG? – Soldabilidad del níquel y aleaciones de níquel.
La soldabilidad del níquel y de las aleaciones de níquel está determinada por las propiedades específicas de la respectiva aleación. En general, se considera que las aleaciones de níquel se sueldan bien utilizando métodos de soldadura tradicionales, aunque algunas son más difíciles que otras. La causa de las dificultades suele radicar en su mayor dureza, resistencia y resistencia a la corrosión.
En cuanto a su soldabilidad, estas aleaciones se pueden clasificar según cómo los elementos de aleación desarrollan sus propiedades mecánicas, concretamente aleaciones en solución sólida y aleaciones endurecidas por precipitación.
- Aleaciones en solución sólida. son el níquel puro, las aleaciones de Ni-Cu y las aleaciones más simples de Fe-Ni-Cr. Estas aleaciones se sueldan fácilmente por fusión, generalmente en estado recocido. Debido a que la zona afectada por el calor (HAZ) no se endurece, generalmente no se requiere tratamiento térmico después de la soldadura.
- Aleaciones endurecibles por precipitación Estos incluyen Ni-Cu-Al-Ti, Ni-Cr-Al-Ti y Ni-Cr-Fe-Nb-Al-Ti. Estas aleaciones pueden ser propensas a agrietarse después del tratamiento térmico posterior a la soldadura.
¿Cómo se suelda níquel TIG y cuál es la mejor forma de soldar níquel?
El primer paso en la soldadura TIG de níquel y aleaciones de níquel es preparar la pieza de trabajo limpiándola a fondo con un cepillo de alambre o una amoladora para eliminar la suciedad y los contaminantes.
Luego, las piezas a soldar deben sujetarse firmemente entre sí para garantizar una alineación correcta durante la soldadura.
El siguiente paso es configurar la máquina de soldar con los parámetros correctos. Los ajustes de corriente, voltaje y amperaje dependen del espesor de la aleación de níquel que se está soldando, pero las aplicaciones comunes no requieren más de 250 amperios de corriente. Para evitar el sobrecalentamiento, es importante ajustar configuraciones como pulso, corriente alta y baja y usar el pedal.
Utilice un electrodo de tungsteno torio al 2% y argón como gas protector. Muévase lentamente a lo largo de la junta, manteniendo una distancia uniforme entre el electrodo y la pieza de trabajo, generalmente alrededor de 1/8 de pulgada. A medida que continúa, aumente gradualmente la corriente hasta que ambos lados de la conexión estén fusionados. Una vez hecho esto, reduzca rápidamente la corriente y aléjese del punto de conexión para evitar el sobrecalentamiento.
Es importante recordar que soldar aleaciones de níquel puede resultar difícil debido a su alta conductividad térmica y su tendencia a endurecerse cuando se calientan. Esto puede provocar grietas u otros defectos si se manipula incorrectamente.
Preparación y limpieza de soldadura para soldadura de níquel.
Antes de soldar TIG níquel y aleaciones de níquel, es fundamental limpiar a fondo la superficie de soldadura. La limpieza de la soldadura garantiza que la calidad de la soldadura no se vea afectada por la contaminación y la oxidación de la superficie. Una limpieza adecuada de la soldadura también ayuda a prevenir la porosidad, las salpicaduras y la mala penetración de la soldadura.
La limpieza mecánica también se puede utilizar para limpiar soldaduras de níquel y aleaciones de níquel antes de la soldadura TIG. Este método utiliza materiales abrasivos como cepillos de acero inoxidable y almohadillas Scotch-Brite para eliminar escoria, óxido u otros residuos. La solución decapante disuelve los óxidos de la superficie del material, dejando una superficie limpia y brillante apta para soldar.
Material de aportación para soldar aleaciones de níquel.
El alambre de soldadura adecuado para la soldadura TIG de níquel y aleaciones de níquel depende de la aleación específica que se vaya a soldar. En general, los metales de aportación más utilizados son AWS ERNi-1, ERNi-2 y ERNiCu-7.
- AWS ERNi-1 es una varilla de soldadura de níquel de alta pureza que se utiliza para soldar aleaciones de níquel con bajo contenido de carbono. También es adecuado para soldar superaleaciones y puede usarse en aplicaciones que requieren alta resistencia a la corrosión.
- AWS ERNi-2 Las varillas de soldadura de níquel contienen un mayor contenido de acero al carbono que ERNi-1, lo que las hace adecuadas para soldar aleaciones de níquel con alto contenido de carbono. También es adecuado para soldar aleaciones resistentes a la corrosión como Hastelloy e Inconel.
- AWS ERNiCu-7 es un alambre de aporte de aleación de cobre-níquel adecuado para soldar aleaciones de níquel con alto contenido de cobre, como aleaciones de cobre-níquel, Monel e Inconel 625. Tiene una excelente resistencia a la corrosión y se usa ampliamente en aplicaciones de agua de mar.
¿Qué electrodo de tungsteno se utiliza para soldar níquel?
La aleación de tungsteno toriado se recomienda para la soldadura TIG de níquel y aleaciones de níquel. Este tipo de tungsteno contiene una pequeña cantidad de óxido de torio, que ayuda a aumentar la conductividad eléctrica y la estabilidad del arco durante la soldadura. El electrodo de tungsteno se rectifica hasta un punto con un ángulo de aproximadamente 30 a 40 grados.
Al seleccionar el tamaño correcto de tungsteno para la soldadura TIG de níquel y aleaciones de níquel, es importante tener en cuenta la corriente utilizada durante la soldadura. En general, para soldadura de alta corriente (más de 150 amperios), se recomienda utilizar electrodos de mayor diámetro con un diámetro de al menos 1/16 de pulgada. Para niveles de corriente más bajos (menos de 150 amperios), se pueden usar electrodos de menor diámetro, p. B. Electrodos con diámetro de 3/32 de pulgada o 1/16 de pulgada.
Gas protector
El gas protector correcto para la soldadura TIG de níquel y aleaciones de níquel suele ser una mezcla de argón, helio e hidrógeno. Esta mezcla proporciona una atmósfera inerte que protege la soldadura de la contaminación y la oxidación, lo que puede provocar grietas y otros defectos. El argón es el componente principal del gas protector, al que se añaden helio e hidrógeno en pequeñas cantidades para mejorar la estabilidad del arco y reducir las salpicaduras. Dependiendo de la aleación que se esté soldando, los porcentajes exactos de cada gas pueden variar; Sin embargo, una mezcla típica para soldar aleaciones de níquel es 75-90% de argón y 10-15% de helio con una pequeña cantidad (1-2%) de hidrógeno.
El uso de esta mezcla de gases protectores ofrece varias ventajas para la soldadura. El argón ayuda a mantener un arco estable y previene la contaminación por oxígeno o nitrógeno en la atmósfera, mientras que el helio puede reducir las salpicaduras de soldadura y aumentar la estabilidad del arco. La adición de hidrógeno ayuda a reducir la porosidad de la soldadura, haciéndola más resistente y dúctil. Además, esta combinación de gases aumenta la penetración en los metales base, facilitando la formación de una fuerte unión entre ellos.
¿Cuál es la mejor técnica de soldadura para soldar níquel?
La técnica adecuada para soldar níquel y aleaciones TIG requiere un ambiente limpio y libre de oxígeno.
Al soldar TIG, también es importante ajustar adecuadamente la configuración de corriente y voltaje, ya que una corriente demasiado alta puede causar porosidad en las soldaduras, mientras que una corriente demasiado baja puede provocar una fusión incompleta.
Además, es importante utilizar el ángulo correcto del soplete al soldar, ya que esto puede afectar la estabilidad del arco y la forma del cordón de soldadura. Cuando se suelda TIG de níquel y aleaciones de níquel, se debe utilizar un ángulo de antorcha entre 5° y 15°. También se recomienda utilizar soldadura por impulsos para controlar el aporte de calor y reducir la deformación.
La temperatura entre pasadas (medida a 50 mm (2 pulgadas) de la junta) no debe exceder los 150 °C (302 °F), aunque algunos proveedores de aleaciones recomiendan una temperatura entre pasadas de solo 100 °C (212 °F) para cierta aleación C276. El aporte de calor debe limitarse a aproximadamente el 1 %.
Por último, es importante realizar postratamientos como alivio de tensiones, recocido en solución o envejecimiento para garantizar las máximas propiedades de soldadura de determinadas aleaciones como Inconel o Hastelloy. Los tratamientos posteriores a la soldadura adecuados pueden prevenir las grietas causadas por el alivio de la tensión térmica o los cambios metalúrgicos. Sin embargo, sólo se utilizan en determinados casos y aplicaciones.
¿Cuáles son los posibles problemas al soldar níquel TIG?
El níquel y sus aleaciones se pueden soldar fácilmente mediante soldadura por arco metálico, soldadura por arco de tungsteno, soldadura por arco metálico o soldadura por arco sumergido. Sin embargo, los problemas comunes al soldar aleaciones de níquel con soldadura TIG incluyen:
- porosidad
- Inclusiones de óxido y falta de fusión entre pasadas.
- Formación de grietas cuando el metal de soldadura se solidifica.
- microcraqueo
porosidad Ocurre cuando el oxígeno y el nitrógeno del aire, el óxido de la superficie o el hidrógeno ingresan al baño de soldadura contaminado. La limpieza cuidadosa de las superficies de los componentes y el uso de una masilla que contenga desoxidantes reducen el riesgo. El óxido de la superficie de las aleaciones de níquel tiene una temperatura de fusión mucho más alta que el metal base, lo que le permite permanecer sólido durante la soldadura.
Óxidos atrapados en el baño de soldadura. Inclusiones, que afectan la resistencia general y las propiedades de la soldadura. Las aleaciones de níquel tienden a formarse Grietas fluidas en áreas con metal de soldadura recalentado o HAZ de metal base. Este tipo de agrietamiento está controlado por factores que escapan al control del soldador, como por ejemplo: B. el tamaño de grano o el contenido de impurezas.
A medida que las aleaciones que endurecen por precipitación envejecen después de la soldadura, es probable que se produzca envejecimiento por tensión o agrietamiento por recalentamiento, pero estos pueden minimizarse mediante un tratamiento térmico previo a la soldadura. Generalmente se utiliza el recocido por solución, pero el envejecimiento excesivo produce la condición más duradera.
Al soldar, la mayoría de las aleaciones de níquel generalmente no son susceptibles al metal de soldadura o a la corrosión HAZ. Sin embargo, cuando Alloy 400 entra en contacto con soda cáustica, fluorosilicatos o ácido HF, Corrosión bajo tensión es posible.
Consejos para una soldadura TIG exitosa de níquel
- Ajuste el amperaje al valor correcto para la aleación de níquel que se está soldando.
- Utilice un electrodo de tungsteno no consumible con torio al 2% para minimizar la contaminación. Utilice un gas protector a base de argón con una pureza mínima del 98 %.
- Utilice una antorcha TIG de arranque de alta frecuencia limpia y en buen estado.
- Asegúrese de que todas las juntas y superficies soldadas estén limpias y libres de óxido, grasa y suciedad.
- Utilice un pedal u otro control para ajustar el amperaje según sea necesario durante el proceso de soldadura.
- Utilice un arco más pequeño y enfocado para garantizar una mejor penetración, evitar grietas por corrosión bajo tensión y lograr una mejor calidad de soldadura.
- Mueva el quemador lenta y constantemente para evitar espacios o agujeros.
- Utilice una varilla de relleno que sea compatible con la aleación de níquel que se va a soldar.
- Deje que la soldadura se enfríe lentamente para evitar grietas o deformaciones.
Pensamientos finales
La soldadura TIG de níquel es una habilidad que cualquier soldador puede aprender con un poco de práctica. Es importante utilizar configuraciones y técnicas adecuadas al soldar níquel y asegurarse de que el área de soldadura esté limpia antes de comenzar. Como ocurre con todos los trabajos de soldadura, la seguridad debe ser siempre la máxima prioridad.
Con las herramientas y el conocimiento adecuados, la soldadura TIG de níquel puede ser una experiencia gratificante, que permite a los soldadores producir soldaduras fuertes y confiables que durarán años.
Recursos:
Preguntas frecuentes sobre cómo soldar níquel con TIG
1. ¿Qué es la soldadura de níquel con TIG?
La soldadura de níquel con TIG, también conocida como soldadura TIG de níquel, es un proceso de soldadura utilizado para unir piezas de níquel o aleaciones de níquel. Se utiliza una antorcha TIG (Tungsten Inert Gas) para fundir el material base y el electrodo de tungsteno no consumible proporciona el arco eléctrico necesario para la fusión. Este proceso se utiliza comúnmente en la industria aeroespacial, petroquímica y de generación de energía.
2. ¿Cuáles son las ventajas de la soldadura de níquel con TIG?
La soldadura de níquel con TIG ofrece varias ventajas, como:
- Alta calidad de soldadura: Este proceso produce soldaduras limpias y de alta calidad con una buena apariencia estética.
- Control de calor: La antorcha TIG permite un control preciso del calor, lo que es especialmente importante al soldar materiales sensibles al calor como el níquel.
- Compatibilidad con diferentes materiales: La soldadura de níquel con TIG es adecuada para unir diferentes tipos de níquel y aleaciones de níquel.
- Baja tasa de defectos: Este método de soldadura generalmente produce una baja tasa de defectos tales como porosidad, inclusiones o grietas.
3. ¿Qué consideraciones debo tener en cuenta al soldar níquel con TIG?
Al soldar níquel con TIG, es importante tener en cuenta lo siguiente:
- Preparación adecuada: Asegúrese de limpiar y preparar meticulosamente las superficies a soldar para obtener resultados óptimos.
- Selección del electrodo de tungsteno: Utilice un electrodo de tungsteno de calidad adecuada para soldar níquel, como el tungsteno puro o con contenido de torio.
- Gas de protección: Utilice un gas de protección apropiado, como argón puro o mezclas de argón/helio, para evitar la contaminación y asegurar la integridad de la soldadura.
- Control de corriente: Ajuste la corriente adecuada según el espesor del metal y la configuración de la soldadura para evitar el sobrecalentamiento.
4. ¿Dónde puedo encontrar más información sobre la soldadura de níquel con TIG?
Si deseas obtener más información sobre la soldadura de níquel con TIG, puedes consultar los siguientes recursos:
- Lincoln Electric: Fabricante líder de equipos y consumibles de soldadura, ofrece información detallada sobre la soldadura de níquel con TIG.
- American Welding Society (AWS): Organización profesional centrada en la tecnología de soldadura, proporciona recursos valiosos sobre soldadura de níquel y otros procesos de soldadura.
- TWI: Instituto de Investigación de Soldadura, ofrece información técnica y servicios de asesoría sobre soldadura de níquel y otros materiales.