¿Qué es la soldadura TIG?
La soldadura TIG significa Tungsten Inert Gas o Gas Tungsten Arc Welding, y presenta un tipo especializado de soldadura por arco que utiliza un electrodo de tungsteno no consumible para calentar el metal y crear una soldadura.
El electrodo de tungsteno luego crea un arco eléctrico que funde la pieza de trabajo, formando un baño de soldadura. Luego, el soldador introduce manualmente una varilla de relleno en el baño de soldadura para agregar fuerza y estabilidad a la unión.
Este proceso es conocido por su calidad superior y alta precisión, lo que lo convierte en una opción ideal para soldar metales de calibre delgado, componentes pequeños y formas complejas. La soldadura TIG funciona de manera excelente en aplicaciones donde se requieren los más altos niveles de precisión, como componentes aeroespaciales, equipos médicos y joyería.
La principal ventaja de la soldadura TIG es su capacidad para producir soldaduras fuertes y de alta calidad con una mínima distorsión o contaminación. A diferencia del proceso de soldadura MIG o la soldadura con varilla, que utilizan un alambre consumible para acumular material en la pieza de trabajo, la soldadura TIG agrega solo la cantidad de material de relleno que se necesita sin crear exceso de salpicaduras o escoria.
Esto lo hace ideal para aplicaciones críticas donde la precisión es primordial. La soldadura de aluminio con TIG se ve excepcionalmente mejor en comparación con la soldadura de aluminio con MIG.
¿Qué necesitas para empezar a soldar TIG?
Para comenzar a soldar TIG, necesitará cierto equipo de soldadura TIG y conocimiento del proceso de soldadura. Primero, necesitas el equipo adecuado. Esto incluye una soldadora TIG, un pedal (o interruptor de soplete) para controlar la corriente, un electrodo de tungsteno, un soplete de soldadura, gas de protección, metal de relleno y ropa protectora.
También necesitará saber cómo configurar correctamente su soldadora TIG. Esto implica seleccionar la configuración correcta de corriente y voltaje para su aplicación específica y el grosor del material.
También debe comprender los principios de la soldadura TIG antes de comenzar. Esto incluye la importancia de usar el electrodo adecuado para cada tipo de material y el caudal correcto para el gas de protección. Además, es importante comprender cómo mantener una longitud de arco que sea óptima para sus soldaduras. Esto significa ajustar el pedal (o el interruptor de la antorcha) para controlar la corriente según sea necesario durante la soldadura.
A continuación, debe preparar su pieza de trabajo para soldar. Esto incluye limpiarlo y desengrasarlo, así como sujetarlo correctamente en su lugar antes de comenzar a soldar. También es importante usar el metal de aporte adecuado para cada tipo de material y asegurarse de que todos los bordes estén biselados o achaflanados correctamente antes de comenzar.
Finalmente, una vez que esté listo para aprender a soldar TIG, es importante practicar con chatarra que sea similar en tamaño y forma a su pieza de trabajo. Esto lo ayudará a acostumbrarse a las técnicas de soldadura TIG, como la soldadura pulsada y la oscilación, así como a desarrollar un perfil de cordón parejo en sus soldaduras. ¡Con la práctica, se convertirá en un soldador TIG más competente y calificado y logrará la calidad de soldadura deseada con cada soldadura!
Cómo soldar TIG
Ahora que ya sabes qué es la soldadura TIG y qué necesitarás para realizarla con éxito, te hablaremos detalladamente punto por punto de cada una. La soldadura TIG es significativamente más desafiante que la soldadura MIG o la soldadura con electrodo revestido, pero con la práctica, se volverá más competente en la soldadura TIG y logrará mejores resultados con cada soldadura.
Sin embargo, para llegar allí, deberá seguir cada paso de cerca, y aquí hay una guía detallada sobre cómo soldar TIG correctamente.
Elegir el soldador TIG adecuado para la aplicación
Para soldar TIG, necesitará una máquina de soldadura TIG que sea capaz de producir un arco entre un electrodo y la pieza de trabajo. La potencia requerida para la soldadura TIG depende del espesor y tipo de material que se suelda.
La soldadura de materiales delgados, como aluminio o acero, requerirá soldadores TIG con una potencia de entrada de al menos 120 voltios (V) y una potencia de soldadura de 60 amperios (A). Cuando suelde materiales más gruesos, como acero o hierro fundido, necesitará una fuente de alimentación con al menos 230 V y hasta 200 A. Si planea soldar metales gruesos y delgados, siempre puede optar por una soldadora TIG de doble voltaje con clasificación 5-250 amperios.
Al elegir un soldador TIG, es importante prestar atención a las características y configuraciones disponibles. El tipo más común de soldadura TIG es la soldadura CC, lo que significa que necesitará un soldador que sea capaz de usar una corriente CC.
Sin embargo, si planea soldar aluminio o metales exóticos como magnesio o aleaciones de níquel, deberá cambiar a soldadura CA. Por eso, la mejor opción es comprar una soldadora TIG AC/DC, pero ten en cuenta que son más caras y no las necesitas si planeas soldar solo acero.
También debe considerar la disponibilidad de soldadura por pulsos, que es útil para controlar la entrada de calor y reducir la distorsión en soldaduras en materiales delgados. Otras características que pueden ser útiles son un control de amperaje ajustable, arranque en caliente/arranque de cráter ajustable, ajustes de post/preflujo ajustables, control de inductancia ajustable y control de flujo de gas ajustable. Estos le ayudarán a controlar todo el proceso de soldadura, de principio a fin, pero no los necesita todos como principiante. Estos están más reservados para soldadores experimentados a los que les gusta ajustar sus máquinas TIG a la perfección.
La elección de un soldador TIG también depende del tamaño de sus soldaduras, la calidad de sus soldaduras y el nivel de penetración requerido para las soldaduras. Es importante elegir una soldadora TIG que tenga suficiente amperaje para el trabajo en cuestión; muy poco amperaje puede resultar en una penetración incompleta o puntos débiles en sus soldaduras. El tamaño de sus soldaduras también determinará el tamaño del electrodo necesario; los electrodos más pequeños son más adecuados para materiales más delgados, mientras que los electrodos más grandes son más adecuados para materiales más gruesos.
Soplete de soldadura TIG: clasificación, tamaños y tipo de enfriamiento
La antorcha que necesitará para soldar TIG dependerá del tipo de trabajo de soldadura que planee realizar.
En términos generales, las antorchas de soldadura TIG están disponibles en una variedad de tamaños y niveles de potencia, que van desde pequeños modelos portátiles con 20 a 30 amperios de potencia hasta grandes modelos industriales con más de 500 amperios de potencia.
Como aficionado, la mejor práctica es hacer coincidir la clasificación de la antorcha con la de su soldador, que es de aproximadamente 250 amperios. Sin embargo, la soldadura TIG es conocida por su precisión, por lo que la mejor opción es la antorcha más pequeña que pueda manejar sus demandas de soldadura.
Además del tamaño y la potencia, también hay diferentes tipos de antorchas TIG para elegir, incluidos diseños enfriados por aire o enfriados por agua. Las antorchas enfriadas por aire suelen ser más livianas y menos costosas que sus contrapartes enfriadas por agua, y como aficionado o principiante, es probable que trabaje con una de estas. También tienden a tener una vida útil más corta debido al calor generado durante el proceso de soldadura. Por otro lado, las antorchas enfriadas por agua son más pesadas y costosas, pero pueden manejar amperajes más altos y brindar un servicio más prolongado en aplicaciones de servicio pesado.
Elección del gas de protección para la soldadura TIG
El gas de protección juega un papel crucial en la soldadura TIG, ya que protege el charco de soldadura y el electrodo de tungsteno de la contaminación. La elección del gas de protección dependerá en última instancia del tipo de material que vaya a soldar y del entorno en el que vaya a trabajar. Si alguna vez tiene dudas sobre qué blindaje usar para la soldadura TIG, comience con argón puro.
El argón 100 % ofrece una excelente ventaja al soldar aluminio y acero de espesor delgado y mediano, pero también funciona muy bien con metales como el latón, el cobre, el zinc, el hierro fundido o el oro.
Sin embargo, el argón tiene una penetración algo superficial, por lo que al soldar piezas más gruesas, deberá agregar helio. Como regla general, cuanto más helio agregue, más penetración obtendrá, pero no querrá usarlo demasiado, ya que puede causar más salpicaduras y resultados inconsistentes. Por lo general, se usa una mezcla de 75 % de argón y 25 % de helio, pero puede ajustar el contenido de estos a 50-75 % de ambos.
Al soldar acero inoxidable con TIG, puede agregar pequeñas dosis de gases reactivos como hidrógeno o nitrógeno a una mezcla rica en argón. 95-97% de argón mezclado con 3-5% de N o H es adecuado para grados específicos de acero inoxidable. Además del gas real, debe considerar el flujo de gas, pero hablaremos de eso en la sección de parámetros de soldadura.
Selección del metal de aporte para soldadura TIG
Cuando suelde con TIG, necesitará usar metal de aporte y tungsteno que sean apropiados para el tipo de material soldado con TIG. El tipo de metal de aporte y tungsteno que utilice dependerá del material que esté soldando, el grosor del material, la cantidad de calor que se necesita para la soldadura y cualquier otro requisito específico que pueda tener su proyecto.
Las varillas de aporte de acero y el alambre MIG vienen en diferentes grados y tamaños.
El grado de la varilla de aporte está determinado por su composición química y generalmente se indica con un número como ER70S-6. ER70S-6 es una varilla de aporte de acero común y se utiliza en aplicaciones generales de soldadura TIG en aceros de aleación suave y baja que es probable que utilice.
Las aleaciones más comunes utilizadas para la soldadura TIG de aluminio son la 4043 y la 5356. La 4043 es una aleación de aluminio y silicio que normalmente se utiliza para soldar aleaciones de aluminio tratables térmicamente. 5356 es una aleación de aluminio y magnesio que se usa típicamente para soldar aleaciones de aluminio forjado o fundido que no son tratables térmicamente.
Las varillas de relleno de acero inoxidable vienen en diferentes grados y tamaños. Los grados de acero inoxidable más comunes utilizados para la soldadura TIG son 308L, 309L y 316L. El 308L se usa normalmente para soldar aceros inoxidables con un contenido de cromo de hasta el 25 %, mientras que el 309L y el 316L se usan normalmente para un contenido de cromo más alto (25 %-50 %).
Al seleccionar un tamaño para la varilla de relleno, debe estar dentro de 1/16 de pulgada del grosor del material base. Por ejemplo, si está soldando dos piezas de aluminio de 3/16 de pulgada de espesor, debe usar una varilla de relleno de 3/32 de pulgada o de 1/8 de pulgada de diámetro.
Cómo seleccionar y preparar tungsteno
A la hora de elegir un electrodo de tungsteno para soldadura TIG, es importante tener en cuenta su composición. Los electrodos de tungsteno puro no contienen otros elementos y generalmente se usan para soldar aluminio o magnesio. Si necesita soldar acero o acero inoxidable, generalmente se recomienda un electrodo de tungsteno con torio al 2 por ciento. Las aleaciones de tungsteno tienen una mejor conductividad y una vida más larga que los electrodos de tungsteno puro. Al igual que con las varillas de aporte de aluminio, los electrodos de tungsteno vienen en diferentes tamaños según el tamaño de su trabajo.
El electrodo de tungsteno es el componente más crítico del proceso de soldadura, ya que ayuda a mantener un arco de soldadura estable y crea la forma deseada del cordón de soldadura. Antes de comenzar cualquier trabajo de soldadura, es fundamental seleccionar el tipo y tamaño correctos de electrodo de tungsteno, así como prepararlo correctamente.
Al preparar una punta de tungsteno, el objetivo principal es garantizar que tenga un punto limpio para un rendimiento óptimo. Tener un extremo redondeado o una punta en forma de bola si la soldadura se realiza con corriente alterna o un extremo afilado o una punta puntiaguda cuando se suelda acero DC TIG. Para lograr este punto, utilice una muela abrasiva o una muela de diamante.
Equipo de protección recomendado para soldadura TIG
El equipo de protección es una parte esencial de la soldadura TIG. Para mantener la seguridad de los soldadores, siempre deben usar la ropa y el equipo de protección adecuados.
- Casco de soldadura: Es necesario un casco de soldadura para proteger los ojos y la cara de los dañinos rayos UV, chispas y escombros. Debe estar hecho de un material resistente a las llamas y tener una lente protectora con una clasificación de al menos 14.
- Guantes: a diferencia de la soldadura MIG, los guantes de soldadura TIG deben estar hechos de cuero más delgado o material resistente al calor para proteger las manos del metal caliente, la escoria y las chispas, pero también para permitir una buena destreza.
- Delantal: Un delantal de cuero protege el cuerpo de chispas de soldadura y fragmentos de metal caliente. Debe ajustarse cómodamente alrededor de la cintura y cubrir el pecho, el abdomen y las piernas.
- Botas para soldar: Las botas de trabajo pesado con punta de acero protegen los pies de objetos pesados, chispas o metal caliente. También deben tener suelas antideslizantes para un mejor agarre.
- Anteojos de seguridad: los anteojos de seguridad son necesarios para protegerse contra chispas que vuelan, desechos de moler o cortar metal y la luz ultravioleta emitida por el arco eléctrico. Los lentes deben tener una clasificación de al menos ANSI Z87.1-2010.
- Protección auditiva: Los tapones para los oídos o las orejeras son necesarios para protegerse contra los ruidos fuertes asociados con las operaciones de soldadura, como el esmerilado o el corte de metales. Las orejeras deben tener una clasificación de al menos 25 decibelios (dB).
- Respirador: una máscara de respirador es importante para proteger contra las partículas en el aire creadas durante las operaciones de soldadura, como polvos, humos, neblinas, gases, vapores y humo. La máscara debe ajustarse correctamente y tener una calificación de al menos N95 por NIOSH (Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional).
Preparación de soldadura
La preparación de la soldadura es un paso crucial cuando se trata de soldadura TIG, ya que determina la calidad de la soldadura y su durabilidad a largo plazo. La preparación adecuada es necesaria para garantizar los mejores resultados al soldar TIG. Antes de soldar, debe asegurarse de que los metales base estén limpios y libres de suciedad, óxido u otros desechos. Esto se puede hacer con un cepillo de alambre o una amoladora, o mediante tratamientos químicos como el desengrasado y el decapado.
También debe asegurarse de que los metales que se suelden encajen perfectamente. Si hay espacios entre ellos, debe rellenarlos con un material de relleno de soldadura apropiado. Este paso es importante para evitar problemas de porosidad durante la soldadura, que pueden debilitar la junta y provocar fallas estructurales con el tiempo. Además, asegúrese de que los bordes de los metales que se van a soldar estén bien definidos y libres de rebabas u otras imperfecciones.
Configuración de la soldadora TIG
Al soldar TIG, debe ajustar la configuración según la unión que esté soldando y el material que esté utilizando. En general, debe considerar la polaridad, el amperaje y el flujo de gas.
La polaridad afecta la forma en que la corriente atraviesa la pieza de soldadura y se puede configurar en CC- (DCEN), CC+(DCEP) y CA. Cuando se utiliza DCEN, los electrones fluyen desde el electrodo hasta la pieza de trabajo. Esto hace que se genere calor en la pieza de trabajo, lo que da como resultado una soldadura profunda y enfocada.
DCEP invierte el flujo de electrones para que vayan de la pieza de trabajo al electrodo. Esto ayuda a reducir la oxidación y mejora la estabilidad del arco. La CA se utiliza para soldar aluminio o metales exóticos, ya que elimina eficazmente la acumulación de óxido en la superficie del metal. La polaridad DCEN es la opción más común para la soldadura TIG cuando no se necesita la acción de limpieza del DCEP o AC.
El amperaje (también conocido como corriente) debe configurarse correctamente. El amperaje se mide en amperios y está directamente relacionado con la cantidad de calor que se genera durante el proceso de soldadura TIG. Muy poco amperaje dará como resultado una soldadura débil, y demasiado amperaje puede crear una soldadura demasiado caliente, lo que provocará defectos de soldadura y una posible deformación del material. Por ejemplo, al soldar acero dulce, aprender a soldar TIG requerirá una configuración de amperaje entre 70 y 200 amperios. Sin embargo, este rango puede variar según el tipo de unión que se suelda, el grosor del material que se utiliza y otros factores.
El flujo de gas se mide en pies cúbicos por hora (CFH) y controla la cantidad de gas de protección que se usa durante la soldadura. El caudal de gas óptimo depende tanto del material que se utilice como del tipo de unión que se suelde; por ejemplo, cuando se suelda aluminio, una tasa de flujo de gas típica es de 15-25 CFH, mientras que cuando se suelda acero, una tasa de flujo típica sería de 20-35 CFH. Demasiado gas causará turbulencia en el arco y reducirá la penetración en la junta; muy poco gas puede provocar la contaminación del aire y la porosidad en sus soldaduras.
Técnica de soldadura para soldadura TIG
La técnica de soldadura TIG es algo que viene con el tiempo y la práctica, pero todos pueden estar de acuerdo en que dominar TIG es la tarea más desafiante. Como principiante, puede ejecutar cuentas rectas o más largas antes de dominar métodos más avanzados. Independientemente de la técnica, hay ciertos consejos.
Al soldar TIG, es importante mantener una longitud de arco y una velocidad de arco constantes. La longitud del arco debe mantenerse a una distancia constante del metal que se está soldando (típicamente de 1/8 de pulgada a 3/16 de pulgada).
Esto ayuda a garantizar que el calor se distribuya uniformemente por toda la junta y que haya suficiente penetración del metal fundido en la junta. La velocidad del arco también debe mantenerse relativamente baja, ya que esto ayuda a evitar la penetración excesiva de la soldadura, lo que puede causar puntos débiles en la soldadura o generar demasiado calor en un área.
El recorrido y el ángulo de trabajo de la antorcha TIG pueden afectar drásticamente la calidad y consistencia de la soldadura. El ángulo de recorrido es el ángulo en el que la antorcha TIG se mueve a lo largo de la junta al soldar. Esto puede variar de 10 a 20 grados según el tipo de unión que se suelde, pero una regla general es mantenerlo entre 15 y 20 grados. El ángulo de trabajo es el ángulo en el que la antorcha TIG apunta hacia la junta al soldar. Este ángulo siempre debe ser perpendicular a la junta, o 90 grados.
El ángulo de recorrido es importante porque afecta la cantidad de calor que se transfiere a la soldadura TIG. Si es demasiado empinado, se aplicará demasiado calor, lo que podría causar deformaciones o quemaduras en el material. Un ángulo demasiado poco profundo no proporcionará suficiente calor y puede causar una fusión deficiente y falta de penetración en el material base. Tener un ángulo de recorrido constante con cada soldadura ayuda a garantizar la uniformidad y la calidad en cada soldadura.
Técnicas avanzadas de soldadura TIG
Además de las reglas comunes, existen varias técnicas de soldadura TIG populares utilizadas por soldadores experimentados, pero hablaremos de las dos más comunes. Estos son apilar las monedas de diez centavos y caminar la taza. Cada uno tiene su conjunto único de ventajas, pero ambos requieren tiempo y paciencia para dominarlos.
Apilar las monedas de diez centavos implica pasar la antorcha TIG sobre la junta varias veces desde diferentes ángulos para crear una soldadura uniforme y consistente.
Esta técnica permite un control superior de la entrada de calor, lo cual es importante para evitar la deformación o el agrietamiento del material que se está soldando. Además, asegura que haya una penetración adecuada del metal de aporte en la junta, creando una fuerte unión entre las dos piezas.
Es importante comenzar en un extremo de la articulación y avanzar lentamente a lo largo de toda su longitud. A medida que avanza, querrá asegurarse de que cada pasada con la antorcha se superponga ligeramente con la pasada anterior. Esta superposición ayuda a garantizar que no haya espacios en la cobertura y crea una unión más fuerte entre las dos piezas que se sueldan. Puede ver soldadores tratando de obtener resultados similares con soldaduras MIG, pero solo con características específicas como doble pulso.
Caminar por la copa se usa principalmente para la soldadura TIG de tuberías, pero definitivamente hay algunas otras aplicaciones en las que poder caminar por la copa puede hacer que la soldadura se vea mejor. Este proceso implica mover lentamente la copa de soldadura sobre la superficie del metal mientras se mantiene una longitud de arco y un voltaje constantes. El resultado es una soldadura suave y uniforme sin defectos.
La técnica de caminar sobre la copa requiere un control preciso de la máquina TIG y requiere que el soldador pueda mover la copa a una velocidad constante mientras mantiene una longitud de arco y un voltaje constantes. La longitud del arco debe establecerse entre 3/8” y 5/8” según el material que se suelde. Walking the cup es una técnica de soldadura tig muy popular para la soldadura de tuberías porque no hay problema con apoyar las manos o los dedos sobre el metal caliente y porque permite una tasa de progresión uniforme.
Tratamiento posterior a la soldadura
El tratamiento posterior a la soldadura en la soldadura TIG es esencial para garantizar una soldadura exitosa. Los tratamientos posteriores a la soldadura más comunes son la eliminación de escoria, el esmerilado y el alivio de tensiones.
Sin embargo, primero, inspeccione la soldadura completa en busca de defectos como porosidad, socavado, falta de fusión, grietas u otras imperfecciones que puedan haber ocurrido durante la soldadura. Si se observa algún defecto, debe ser subsanado antes de continuar con cualquier otro paso en el tratamiento posterior a la soldadura.
La escoria es un subproducto de la soldadura que puede causar porosidad y muescas en la unión soldada si no se elimina adecuadamente. La escoria se puede eliminar con un martillo picador manual o un cepillo de alambre. Es importante asegurarse de que se haya eliminado toda la escoria antes de continuar.
El esmerilado es el siguiente paso en el tratamiento posterior a la soldadura e implica el uso de una esmeriladora angular para alisar la unión soldada y eliminar cualquier imperfección o irregularidad. Esto ayudará a crear una superficie uniforme para la unión soldada y mejorará su resistencia y apariencia.
El alivio de tensiones implica calentar la unión soldada para reducir las tensiones residuales, que pueden ocurrir durante la soldadura debido a la expansión y contracción térmica del material base. La temperatura a la que se debe calentar la junta soldada depende de varios factores, incluido el grosor del material que se está soldando y su composición.
Consejos para una soldadura TIG exitosa
- Use siempre el equipo de seguridad adecuado, como un casco para soldar, guantes y un delantal o chaqueta.
- Configure su equipo correctamente y asegúrese de que su soplete esté conectado a la fuente de alimentación y al suministro de gas.
- Limpie la superficie de los metales que está soldando antes de comenzar
- Seleccione el tipo correcto de metal de aporte para el trabajo, según el grosor del metal que está soldando.
- Asegúrese de que la longitud del arco sea correcta; un arco demasiado corto dará como resultado una penetración deficiente, mientras que un arco demasiado largo puede causar salpicaduras y muescas
- Ajuste su amperaje de acuerdo con el espesor del material que está soldando; los materiales más gruesos requieren un amperaje más alto, mientras que los materiales más delgados requieren un amperaje más bajo
- Configure su linterna correctamente ajustando su ángulo; esto ayudará a asegurar que su cuenta tenga buena penetración y fuerza
- Mueva su antorcha de manera lenta y consistente; esto ayudará a garantizar que obtenga una penetración uniforme en todas las soldaduras y evitará salpicaduras o socavaduras.
- Asegúrese de agregar metal de aporte según sea necesario durante la soldadura; esto ayudará a garantizar que su soldadura tenga buena resistencia y durabilidad.
- Cuando haya terminado con sus soldaduras, asegúrese de limpiar cualquier exceso de salpicadura o escoria de la junta con un cepillo de alambre o una muela abrasiva antes de dejar que se enfríe por completo.
Conclusión
La soldadura TIG es una excelente técnica de soldadura que se puede utilizar para unir múltiples tipos de metales. Es una técnica más avanzada que la soldadura MIG o Stick y requiere cierta habilidad y entrenamiento para dominarla correctamente. Un soldador TIG siempre debe usar el equipo de seguridad adecuado y seguir las instrucciones proporcionadas en el manual.
La soldadura TIG se puede utilizar para lograr una soldadura fuerte y confiable en materiales como acero inoxidable, aluminio, cobre, magnesio y otros metales exóticos, a diferencia del soldador MIG. Con las herramientas y la práctica adecuadas, la soldadura TIG puede convertirse en una habilidad gratificante y útil para cualquier trabajador metalúrgico.