¿Qué es la soldadura TIG y cuál es el equipo necesario para ello?
La soldadura TIG o GTAW: la soldadura con gas inerte de tungsteno es un proceso de soldadura que utiliza un electrodo de tungsteno no consumible para crear un arco que funde el metal base y forma una unión soldada.
En la soldadura TIG, el soldador introduce manualmente una varilla de aporte en el baño de soldadura para agregar material a la unión. El proceso utiliza un gas inerte, generalmente argón, para proteger el área de soldadura de la contaminación atmosférica.
El equipo esencial para la soldadura TIG incluye una fuente de poder, una antorcha TIG, electrodos de tungsteno, varilla de relleno, un cilindro de gas y un regulador. La fuente de alimentación proporciona la energía eléctrica para crear el arco de soldadura, y la antorcha TIG sostiene el electrodo de tungsteno y permite que el soldador controle el arco. Los electrodos de tungsteno vienen en varios tamaños y tipos, y la elección del electrodo depende del material que se suelda. La varilla de relleno se usa para agregar material a la unión y el cilindro de gas proporciona el gas de protección para proteger la soldadura de la contaminación atmosférica. El regulador controla el flujo de gas del cilindro a la antorcha TIG.
Fuente de alimentación (soldador TIG)
El proceso TIG requiere un tipo específico de máquina de soldar conocida como soldadora TIG o soldadora GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Los soldadores TIG utilizan una fuente de alimentación de corriente constante y están disponibles en opciones de CA y CC.
El rango de amperaje de una soldadora TIG puede variar según el modelo, pero generalmente oscila entre 5 y 300 amperios. El rango de amperaje requerido para un trabajo en particular depende del grosor del material que se suelda.
Los soldadores TIG están disponibles en opciones de CA y CC. La soldadura TIG con CC se usa para soldar materiales como acero inoxidable, acero al carbono y cobre, mientras que la soldadura TIG con CA se usa para soldar aluminio y otros materiales no ferrosos. La polaridad de una soldadora GTAW puede ser polaridad directa (DCEN) o polaridad inversa (DCEP). La polaridad directa se usa para soldar aluminio, mientras que la polaridad inversa se usa para soldar otros metales.
Una soldadora TIG básica viene con una fuente de alimentación, una antorcha TIG, un cable a tierra y una manguera de gas. Por lo general, tiene un control de pedal para el ajuste del amperaje y el control del flujo de gas. Los soldadores TIG vienen con varios controles que permiten al soldador ajustar los parámetros de soldadura. Los controles básicos incluyen ajuste de amperaje, control de pedal y ajuste de flujo de gas. Los controles avanzados incluyen soldadura por pulsos, control de balance de CA y ajuste de forma de onda.
Los soldadores TIG avanzados vienen con características adicionales, como la soldadura por pulsos, que permite al soldador alternar entre amperaje alto y bajo para lograr un mejor control de la entrada de calor. El control de equilibrio de CA permite al soldador ajustar el equilibrio entre los efectos de limpieza y penetración del arco de soldadura de CA. El ajuste de forma de onda permite al soldador ajustar la forma del arco de soldadura para un mejor control y una mejor calidad de soldadura. Algunas soldadoras TIG también vienen con características avanzadas como capacidades de control remoto, configuraciones programables y funciones de memoria.
Soplete de soldadura TIG
Las antorchas de soldadura TIG son un componente crucial del proceso de soldadura TIG, ya que sostienen el electrodo de tungsteno y permiten que el soldador controle el arco de soldadura. Las antorchas TIG vienen en varios tamaños y configuraciones, y elegir la antorcha adecuada para el trabajo es esencial para lograr soldaduras de alta calidad.
Los componentes principales de un soplete de soldadura TIG son los siguientes: mango, cabeza, pinza, lente de gas, copa y cable. El mango es la parte de la antorcha que el soldador sostiene mientras suelda. Por lo general, está hecho de material resistente al calor, como caucho o silicona.
El cabezal de la antorcha sostiene el electrodo de tungsteno y controla el flujo de gas de protección. Por lo general, está hecho de cobre o latón. El collar mantiene el electrodo de tungsteno en su lugar y se aprieta con el cuerpo del collar. El tamaño del collarín y del cuerpo del collarín depende del diámetro del electrodo de tungsteno que se utilice. La lente de gas es un componente reemplazable que ayuda a distribuir el gas de protección uniformemente alrededor del área de soldadura, lo que reduce la turbulencia y mejora la calidad de la soldadura.
La copa, también conocida como boquilla o difusor de gas, controla el flujo de gas de protección alrededor del área de soldadura. Por lo general, está hecho de cerámica o vidrio y viene en varios tamaños y formas. El cable conecta la antorcha TIG a la fuente de energía y proporciona la corriente eléctrica necesaria para crear el arco de soldadura.
- Tamaños: las antorchas TIG están disponibles en diferentes tamaños, desde antorchas pequeñas y livianas para aficionados y aficionados al bricolaje hasta antorchas más grandes para aplicaciones de soldadura industrial. Los tamaños más comunes de antorchas TIG son 9, 17, 18, 20 y 26.
- Enfriamiento: Las antorchas TIG pueden ser enfriadas por aire o por agua. Las antorchas enfriadas por aire son generalmente más pequeñas y económicas, pero tienen un ciclo de trabajo más bajo y no son adecuadas para soldaduras de alto amperaje. Las antorchas enfriadas por agua son más caras pero tienen un ciclo de trabajo más alto y son adecuadas para soldadura de alto amperaje.
Electrodos de tungsteno
Los electrodos de tungsteno son un componente crítico del proceso de soldadura TIG, ya que forman el arco de soldadura que funde el metal base y forma la unión de soldadura. Los electrodos de tungsteno no son consumibles, lo que significa que no se derriten durante el proceso de soldadura. La elección del electrodo de tungsteno depende del material a soldar y de los parámetros de soldadura.
Tamaños comunes: los electrodos de tungsteno vienen en varios tamaños, desde 0,5 mm hasta 10 mm de diámetro. Los tamaños más comunes para la soldadura TIG son 1,6 mm (1/16″), 2,4 mm (3/32″) y 3,2 mm (1/8″).
Tipos de tungsteno
Hay varios tipos de electrodos de tungsteno que se utilizan en la soldadura TIG, incluidos el tungsteno puro, el tungsteno toriado, el tungsteno ceriado, el tungsteno lantanado y el tungsteno circoniado.
- Tungsteno puro: los electrodos de tungsteno puro están hechos de 99,5 % de tungsteno y tienen una punta verde. No se recomiendan para soldadura de CC, ya que tienen malas propiedades de inicio de arco y pueden contaminar la soldadura con inclusiones de tungsteno. Se utilizan principalmente para la soldadura CA de aluminio y otros metales no ferrosos.
- Tungsteno toriado: Los electrodos de tungsteno toriado están hechos de tungsteno y óxido de torio y tienen una punta roja. Tienen excelentes propiedades de inicio de arco y se pueden usar para soldadura de CA y CC. Sin embargo, los soldadores los utilizan principalmente para la soldadura DC de acero al carbono e inoxidable, siendo uno de los tipos más utilizados en la soldadura TIG.
- Tungsteno ceriado: los electrodos de tungsteno ceriado están hechos de tungsteno y óxido de cerio y tienen una punta gris. Tienen buenas propiedades de arranque de arco y se pueden usar tanto para soldadura de CA como de CC. Se utilizan principalmente para soldadura DC de acero al carbono e inoxidable.
- Tungsteno con lantano: Los electrodos de tungsteno con lantano están hechos de tungsteno y óxido de lantano y tienen una punta de oro. Este es un electrodo multipropósito, con excelentes características de inicio de arco y la capacidad de transmitir alta corriente sin escupir. Proporciona un arco estable tanto a alta como a baja corriente y funciona muy bien en todos los metales.
- Tungsteno de circonio: Los electrodos de tungsteno de circonio están hechos de tungsteno y óxido de circonio y tienen una punta marrón. Son una alternativa más duradera al tungsteno puro, que es bueno para soldar aleaciones de aluminio, magnesio y níquel. Tiene una alta capacidad de transporte de corriente y proporciona mejores inicios de arco y estabilidad que el tungsteno puro.
- Tungsteno de tierras raras: Los electrodos de tierras raras están hechos de tungsteno, y el fabricante debe especificar la adición de cualquier elemento. Estas adiciones mejoran las características del arco y estos electrodos generalmente se usan en aplicaciones específicas. El tungsteno de tierras raras debe tener un color diferente de otros electrodos de tungsteno clasificados.
Varillas de relleno TIG
Las varillas de aporte son un componente fundamental del proceso de soldadura TIG, ya que proporcionan el metal adicional necesario para crear la unión soldada. Las varillas de aporte generalmente están hechas del mismo material que el metal base que se está soldando o de una aleación compatible. La elección de la varilla de aporte depende del material que se suelda, los parámetros de soldadura y las características de soldadura deseadas.
Las varillas de relleno vienen en varios tamaños, desde 0,8 mm hasta 6,4 mm de diámetro. Los tamaños más comunes para la soldadura TIG son 1,6 mm (1/16″), 2,4 mm (3/32″) y 3,2 mm (1/8″). Las varillas de aporte generalmente están hechas de una combinación de metales y aleaciones que brindan las propiedades deseadas para la unión soldada.
El soldador introduce las varillas de relleno en el charco de soldadura y las funde para crear la junta de soldadura. El soldador debe seleccionar la varilla de aporte adecuada para el trabajo a fin de lograr soldaduras de alta calidad. Es esencial hacer coincidir la varilla de aporte con el metal base y seleccionar el diámetro correcto para garantizar una penetración adecuada de la soldadura.
Hay varios tipos de varillas de relleno que se utilizan en la soldadura TIG, que incluyen:
- ·ER70S-6: Este es un material de relleno de uso general que se utiliza para soldar acero dulce. Proporciona una buena penetración y se puede utilizar tanto para secciones delgadas como gruesas.
- ER308L: Esta es una varilla de aporte utilizada para soldar acero inoxidable. Tiene un bajo contenido de carbono y proporciona una buena resistencia a la corrosión.
- ER4043: Esta es una varilla de soldadura utilizada para soldar aluminio. Tiene un punto de fusión bajo y proporciona una buena resistencia a la corrosión.
- ER5356: Esta es una varilla de aporte utilizada para soldar aleaciones de aluminio y magnesio. Tiene una mayor resistencia y mejor resistencia a la corrosión que ER4043.
Gases de protección y suministro de gas de protección
Los gases de protección son un componente crítico de la soldadura TIG, ya que protegen el baño de soldadura TIG de la contaminación atmosférica, que puede provocar defectos en la unión soldada. La elección del gas de protección depende del material que se suelda y de las características de soldadura deseadas.
Gases de protección comunes utilizados en la soldadura TIG:
- Argón: El argón es el gas de protección más utilizado para la soldadura TIG. Es un gas inerte que brinda una excelente cobertura del baño de soldadura y ayuda a prevenir la oxidación del metal de soldadura. El argón es adecuado para soldar todos los materiales, incluida la soldadura TIG de aluminio, acero inoxidable y acero al carbono.
- Helio: El helio es un gas activo que proporciona un arco más caliente y penetrante que el argón. Por lo tanto, es adecuado para soldar piezas más gruesas, pero es costoso y puede causar quemaduras en la chapa.
- Mezclas de argón/helio: A veces se utilizan mezclas de argón y helio para la soldadura TIG. Estas mezclas proporcionan un arco más caliente y penetrante que el argón puro y son adecuadas para soldar secciones más gruesas de aluminio y otros metales no ferrosos.
- Mezclas de argón/hidrógeno: Las mezclas de argón e hidrógeno se pueden utilizar para la soldadura TIG, pero solo en aplicaciones específicas y con cuidado. El hidrógeno es un gas reactivo que proporciona un arco más caliente que el argón y puede mejorar la penetración de la soldadura. Sin embargo, el uso de hidrógeno también puede aumentar el riesgo de porosidad en la soldadura, por lo que se usa cuando se sueldan grados específicos de acero inoxidable.
El gas de protección se suministra a la soldadura desde el cilindro de gas con el regulador, la manguera de gas y la lente de gas. Los gases de protección se almacenan en cilindros de alta presión y, por lo general, se alquilan a empresas de suministro de soldadura. El cilindro de gas debe estar equipado con un regulador para controlar el flujo de gas al soplete de soldadura. La manguera de gas conecta el cilindro de gas con el regulador y la antorcha de soldadura.
El medidor de flujo se usa para medir la tasa de flujo del gas de protección y garantizar que se suministre la cantidad correcta de gas a la soldadura. La lente de gas es un difusor que ayuda a distribuir el gas de protección uniformemente alrededor del baño de soldadura y mejora la cobertura de la soldadura.
Regulador de flujo de gas
Los reguladores de flujo de gas son un componente esencial de la soldadura TIG, ya que controlan el flujo de gas de protección hacia la antorcha de soldadura. El regulador está conectado al cilindro de gas y asegura que se suministre un flujo constante de gas a la antorcha.
Un regulador de una sola etapa es el tipo más básico de regulador utilizado en la soldadura TIG. Reduce la alta presión en el cilindro de gas a una presión más baja adecuada para soldar. La presión de salida no es tan constante como la de un regulador de dos etapas, pero es adecuada para la mayoría de las aplicaciones de soldadura TIG.
Un regulador de dos etapas es más preciso que un regulador de una etapa. Tiene dos cámaras separadas que reducen la alta presión en el cilindro de gas a una presión más baja adecuada para soldar. La primera etapa reduce la presión a un nivel intermedio y la segunda etapa la reduce aún más al nivel deseado. Los reguladores de dos etapas son más costosos que los reguladores de una etapa, pero brindan un flujo de gas más constante.
Un regulador tipo pistón es un regulador de alta precisión que utiliza un pistón para controlar el flujo de gas. Proporciona un flujo constante de gas, incluso cuando cae la presión del cilindro. Los reguladores de tipo pistón son más caros que otros tipos de reguladores, pero son ideales para aplicaciones de soldadura TIG de alta precisión.
Equipos de protección para soldadura TIG
En comparación con otros procesos de soldadura, la soldadura TIG generalmente requiere un equipo de protección más liviano porque el arco es menos brillante y produce menos chispas. Sin embargo, los requisitos del equipo de protección dependen de la corriente de soldadura, el material que se suelda y otros factores específicos de la aplicación de soldadura.
- Casco de soldadura: Se requiere un casco de soldadura para proteger la cara y los ojos del soldador de la luz intensa y el calor producido durante la soldadura TIG. El casco debe tener un número de tono apropiado para la corriente de soldadura y la intensidad del arco. La soldadura TIG requiere un tono más claro que otros procesos de soldadura porque el arco es menos brillante y el filtro de oscurecimiento automático debe admitir un inicio de bajo amperaje.
- Ropa de protección: Los soldadores deben usar ropa de protección para evitar la exposición de la piel a radiaciones dañinas, chispas y calor. La ropa debe estar hecha de materiales resistentes al fuego, como el cuero, y cubrir la mayor cantidad de piel posible. La soldadura TIG no produce tantas chispas como otros procesos de soldadura, por lo que se puede usar ropa más ligera y debe concentrarse más en la destreza.
- Guantes de soldadura: Se requieren guantes de soldadura para proteger las manos del soldador del calor y las chispas producidas durante la soldadura TIG. Los guantes deben estar hechos de materiales resistentes al calor, como el cuero. Sin embargo, debido a la menor entrada de calor, los guantes de soldadura TIG generalmente están hechos de cuero de piel de cabra más delgado que permite una mejor manipulación de la antorcha.
- Respirador: Puede ser necesario un respirador si el proceso de soldadura produce humos o gases que pueden ser dañinos para la salud del soldador. El tipo de respirador requerido depende de los materiales a soldar y el nivel de ventilación en el área de soldadura, especialmente cuando se suelda magnesio o zinc con TIG, cuyos vapores pueden ser altamente tóxicos.
Conclusión
La soldadura TIG es un proceso de soldadura popular que ofrece muchas ventajas sobre otros procesos de soldadura, como la soldadura MIG o la soldadura con electrodo revestido, incluido un control preciso, soldaduras limpias y una excelente calidad de soldadura. La soldadura TIG requiere equipo especializado, que incluye una máquina de soldadura TIG, una antorcha TIG, electrodos de tungsteno, metal de aporte y gas de protección.
Con el equipo, el conocimiento y las habilidades adecuados, la soldadura TIG puede ser una excelente opción para muchas aplicaciones de soldadura, desde la industria automotriz y aeroespacial hasta la fabricación de arte y joyería. Si necesita más consejos de soldadura tig o está dispuesto a aprender soldadura TIG, asegúrese de consultar nuestros otros artículos.