La soldadura es un campo amplio con decenas de procesos de soldadura, cada uno de los cuales se utiliza cuando es más adecuado. Puedes ver desde láser y resistencia hasta soldadura en frío en aplicaciones profesionales.
Pero los cuatro procesos de soldadura más prominentes y más utilizados son los procesos de soldadura MIG, TIG, Flux-Cored y Stick. Estos son manuales, pero también se pueden automatizar.
Este artículo analiza estos cuatro procesos desde la perspectiva de un soldador aficionado y principiante. Aprenderás qué son, cómo funcionan, sus ventajas, desventajas y cuándo usar cada uno de ellos.
Algunos puntos fundamentales sobre la soldadura
Antes de comenzar, repasemos brevemente algunos conceptos básicos. Hay diferentes tipos de soldadura que se utilizan para unir metales. Los cuatro procesos de soldadura que explicaremos en este artículo son todos procesos de soldadura por arco. Usan arco eléctrico y resistencia eléctrica para derretir los metales base y de aporte y hacer una junta de soldadura.
Cualquier proceso de soldadura por arco requiere protección del baño de soldadura de los elementos de la atmósfera como el nitrógeno y el hidrógeno. Estos elementos atmosféricos provocan porosidad y agrietamiento si entran en el baño de soldadura. Además, el gas de protección modifica el comportamiento del arco y la transferencia del metal de aporte a la junta.
MIG y TIG usan un gas de protección, mientras que los procesos de soldadura por arco revestido y con núcleo de fundente son sin gas. Revestido y con núcleo fundente dependen del fundente que libera el gas de protección mientras se quema para proporcionar una atmósfera aislada alrededor del charco de soldadura. El MIG y TIG no producen escoria, mientras que la soldadura por arco revestido y con núcleo de fundente deja escoria como residuo del fundente quemado.
Para ejecutar cualquiera de estos procesos, es necesario tener un circuito eléctrico cerrado. Se debe conectar una abrazadera de tierra a la pieza de metal soldada mientras el soporte de la antorcha/electrodo completa el circuito eléctrico al hacer contacto con la pieza de metal.
En aplicaciones de soldadura, la electricidad fluye en una de dos formas:
DCEN (electrodo negativo de corriente continua): el cable del electrodo se conecta al terminal negativo de la máquina de soldar. El cable de la abrazadera de tierra está conectado al terminal positivo. La electricidad viaja de negativo a positivo. La electricidad comienza su camino en la soldadora, viaja primero a través del electrodo, es atraída por la abrazadera de tierra positiva unida a la pieza de metal y el arco finalmente hace el salto del electrodo negativo a la pieza de metal positiva.
DCEP (electrodo positivo de corriente continua): el cable del electrodo se conecta al terminal positivo de la soldadora. El cable de la abrazadera de tierra está conectado al negativo. La electricidad viaja de negativo a positivo, como es la ley de la física, por lo que no hay cambio allí. La corriente comienza en la soldadora, viaja primero a través de la abrazadera de tierra, ingresa a la pieza de metal y cuando el electrodo positivo toca el metal, la corriente salta del metal al electrodo, lo que hace que se forme el arco.
La resistencia al flujo de corriente eléctrica hace que el metal se derrita, pero hay una diferencia sustancial si usamos DCEP, DCEN o AC (cambiando entre DCEN y DCEP muchas veces en un segundo).
Si estos fundamentos no tienen mucho sentido para usted ahora, no se preocupe porque una vez que apliquemos esto a procesos de soldadura específicos, todo encajará.
Proceso de soldadura MIG o metal con gas inerte
fuente: Libro de principios y aplicaciones de soldadura de Larry Jeffus
MIG o GMAW (Gas Metal Arc Welding) es el proceso de soldadura más fácil de aprender. Es utilizado por aficionados y profesionales por igual.
En resumen: el proceso de soldadura MIG utiliza un sistema de alimentación de alambre, y el alambre alimentado actúa como metal de aporte y electrodo. El proceso requiere un gas de protección, admite múltiples modos de transferencia de metal, puede soldar materiales gruesos o delgados y tiene una buena deposición de metal y velocidad de soldadura.
El MIG es uno de los procesos más utilizados en todo el mundo en la industria de la soldadura. No deja escoria, pero requiere el gas de protección. El gas suele ser una mezcla de argón y CO2, pero puede ser argón puro para una mejor calidad del arco o CO2 puro si se suelda con un presupuesto limitado.
Cómo funciona
fuente de la imagen: https://www.weldingsuppliesfromioc.com/blog/stick-vs-mig-vs-tig-which-process-is-right-for-you/
Una soldadora MIG tiene un sistema de alimentación de alambre en su interior que alimenta el alambre desde un carrete, a través de impulsores especiales y dentro de la pistola MIG a través del cable. El alambre está eléctricamente caliente y actúa como electrodo y metal de aporte. La soldadura por arco metálico con gas requiere DCEP, y si accidentalmente usa DCEN, el arco será errático, lo que resultará en soldaduras pegajosas.
Además del alambre, la pistola MIG también suministra el gas de protección para proteger el baño de soldadura. El cilindro de gas está conectado con la soldadora a través de una manguera de gas. El gas se libera una vez que presiona el gatillo de la pistola MIG para que la punta de la antorcha MIG alimente el alambre y el gas de protección en la unión.
La soldadura MIG se usa principalmente para soldar acero, pero también puede soldar aluminio con una pistola de carrete o un revestimiento especial para la pistola MIG normal. Requiere gas de protección de argón 100% puro para soldadura de aluminio.
las desventajas
Una de las desventajas de la soldadura MIG es que no se puede usar en condiciones de mucho viento. El viento puede arrastrar fácilmente el gas de protección y exponer el charco de soldadura a la atmósfera, causando defectos de soldadura en el proceso. En tales condiciones, se prefieren la soldadura por arco con núcleo de fundente y la soldadura por electrodo revestido.
El alambre que se usa en la soldadura MIG no contiene suficientes aditivos para combatir bien la suciedad, el aceite, el óxido y otros contaminantes. Es por eso que este proceso de soldadura requiere una limpieza previa al metal brillante si es posible. El alambre ER70S-6 contiene desoxidantes adicionales y puede ayudar al soldar metal más sucio u oxidado. Aun así, la soldadura MIG no maneja la soldadura de metal sucio.
Lo mejor de la soldadura MIG
El proceso de soldadura MIG se puede aprender en dos semanas y mejorar a partir de ahí. Las soldaduras son fáciles de colocar y las técnicas de empujar/tirar definen los resultados. Empujar la pistola por delante del charco produce una menor penetración mientras que tirar/arrastrar la pistola lejos del metal depositado produce una penetración más profunda.
Si bien el MIG crea algunas salpicaduras, hay muchas menos que con los procesos de soldadura con núcleo de fundente y electrodo revestido. Las soldaduras producidas con MIG son de alta resistencia y tienen una excelente apariencia, y requieren poca o ninguna limpieza posterior a la soldadura. Gracias a la alimentación continua de alambre y al gas de protección, la soldadura MIG puede producir soldaduras largas con poco tiempo de inactividad, a diferencia de la soldadura TIG y la soldadura revestida, que requieren pausas constantes.
Proceso de soldadura con núcleo fundente o FCAW (soldadura por arco con núcleo fundente)
El proceso de soldadura con núcleo fundente es similar al MIG pero con algunas diferencias cruciales. Este proceso es excelente para aficionados y profesionales, al igual que la soldadura MIG, pero hay muchas razones por las que desearía utilizar uno sobre otro.
En resumen: el proceso de soldadura con núcleo fundente utiliza un sistema de alimentación de alambre, al igual que MIG. El alambre actúa como electrodo, metal de aporte y contiene un fundente en su núcleo. El fundente en el centro hueco del alambre con núcleo fundente reacciona con el arco de soldadura para formar un gas de protección. Es por eso que el cable se llama alambre con núcleo de fundente autoprotegido. FCAW deja escoria, produce más calor que MIG y no es el más adecuado para los materiales más delgados.
Cómo funciona
Casi cualquier soldador MIG puede ejecutar un proceso FCAW, pero no todas las máquinas FCAW son capaces de realizar soldaduras MIG. Es por eso que los soldadores FCAW exclusivos a veces se denominan “alimentadores de alambre”.
El alambre se alimenta desde el interior de la máquina a través de las unidades moleteadas hacia la pistola MIG. El alambre está eléctricamente caliente y, al hacer contacto con la pieza de metal, inicia el arco, que derrite el metal y el alambre, quemando el fundente en el proceso. A diferencia de MIG, el FCAW debe usar polaridad DCEN.
El fundente quemado emite gases y compuestos protectores en el charco de soldadura, protegiéndolo de la atmósfera y de contaminantes como óxido, aceite y grasa. El alambre con núcleo fundente produce escoria que se asienta sobre las soldaduras terminadas que deben eliminarse con un martillo picador. El alambre de núcleo fundente puede tener diferentes sistemas de escoria como rutilo y básico, cada uno con ventajas y desventajas.
FCAW se utiliza principalmente para soldar acero y acero inoxidable, pero también para hierro fundido y aleaciones de superficies/revestimientos duros. El aluminio y otros metales no ferrosos no se pueden soldar con él.
las desventajas
Este proceso produce significativamente más humo que la soldadura MIG o con electrodo revestido, lo que dificulta ver el baño de soldadura. Además, esto requiere una mayor ventilación cuando se suelda en interiores.
Debido a una mayor entrada de calor que MIG, el FCAW no se recomienda para soldar con un grosor inferior al calibre 20. Es fácil quemarlo, especialmente porque el baño de soldadura es difícil de ver.
Las soldaduras producidas con el método FCAW no se ven tan bien como cuando se suelda MIG y, a menudo, requieren una limpieza posterior a la soldadura. Además, eliminar la escoria entre cada pasada aumenta aún más el tiempo necesario para completar una junta.
Lo mejor de la soldadura FCAW
Al eliminar la necesidad de un cilindro de gas de protección, el FCAW es más económico que el MIG y más portátil. Permite soldar al aire libre con viento fuerte gracias a la protección contra escoria que no puede ser expulsada como el gas de protección.
Este proceso permite tasas de deposición de alambre más altas, más penetración y unión de materiales más gruesos. Los compuestos agregados en el fundente del alambre permiten que FCAW suelde metales más sucios que MIG. Si bien siempre se prefiere el metal limpio cuando se suelda, el FCAW maneja mejor las impurezas gracias a los elementos de desoxidación y barrido agregados a los alambres con núcleo fundente.
El alambre con núcleo fundente se puede romper fácilmente con la mano en la punta del soplete de soldadura, a diferencia del alambre MIG sólido que requiere cortaalambres. La pistola de soldadura MIG no necesita una boquilla porque no es necesario dirigir el gas de protección al baño de soldadura. Quitar la boquilla facilita la soldadura de espacios de difícil acceso y permite ver mejor la junta de soldadura.
Proceso de soldadura TIG o gas inerte de tungsteno
fuente: Libro de principios y aplicaciones de soldadura de Larry Jeffus
A diferencia de MIG o Flux core, el proceso de soldadura TIG depende del operador para introducir manualmente el alambre de relleno en el baño de soldadura. Este proceso está protegido con gas, como MIG, y produce soldaduras de la más alta calidad de todos los procesos de soldadura manual.
TIG o GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), también llamado heliarc por los veteranos, es el proceso más difícil de aprender. A los soldadores que sueldan TIG generalmente se les paga más, y este proceso se usa cuando la calidad y la estética de la soldadura son de suma importancia.
En resumen: el proceso de soldadura TIG está protegido con gas y el alambre se alimenta manualmente. Utiliza un electrodo de tungsteno no consumible y funciona con salida de CC y CA. La soldadura con TIG es más lenta que otros procesos y requiere mucha habilidad. Produce las soldaduras más limpias y hermosas y une la gama más completa de metales.
Cómo funciona
fuente: https://www.weldingsuppliesfromioc.com/blog/stick-vs-mig-vs-tig-which-process-is-right-for-you/
La antorcha TIG consta de múltiples elementos, pero los más importantes son el electrodo de tungsteno y la copa. El electrodo de tungsteno sobresale un poco de la copa e inicia un arco a través de una de tres formas: inicio de cero, inicio de elevación e inicio de arco de alta frecuencia (HF). El HF es el método más limpio porque el arco salta del tungsteno a la pieza metálica sin ningún contacto físico, evitando la contaminación del baño de soldadura.
Los electrodos de tungsteno varían en composición química, es decir, por el porcentaje de óxido principal. Cada tipo de tungsteno está diseñado para casos de uso específicos. La forma de la punta del electrodo de tungsteno afecta directamente la forma del arco y la soldadura resultante. Entonces, hay muchas variables cuando se trata solo del electrodo de tungsteno.
El proceso de soldadura TIG se realiza mediante DCEN, DCEP o AC, dependiendo de los resultados deseados, el tungsteno utilizado y el metal soldado. La corriente CA se usa para soldar aluminio porque las partes DCEN y DCEP de la onda CA cambian muchas veces por segundo y permiten la acción de limpieza (DCEP) y la penetración (DCEN).
Entonces, la parte DCEP de la onda de CA limpia el óxido de aluminio y el DCEN proporciona la penetración necesaria. Eso es porque el DCEN concentra el calor en el metal soldado, mientras que el DCEP lo enfoca en el electrodo de tungsteno. Sin embargo, cuando se hace DC TIG, la mayor parte de la soldadura se realiza en DCEN, no en DCEP, porque dañará su tungsteno.
La copa del soplete de soldadura concentra el gas de protección sobre el charco y la zona afectada por el calor (HAZ). El gas se alimenta a través de la soldadora TIG o directamente a la antorcha TIG, y el gas de protección más común para TIG es el argón puro.
El calor concentrado derretirá el metal base cuando inicie el arco, mientras que el gas de protección lo protegerá de la atmósfera. Si se necesita un material de relleno, alimentará la varilla de relleno con la otra mano presionándola en el baño de soldadura y evitando el contacto entre el alambre y el electrodo.
las desventajas
Al requerir el uso de la otra mano y, a menudo, una acción simultánea con el pie en el pedal para controlar la salida de amperaje, el proceso de soldadura TIG es un desafío para dominar. Además, el arco estrecho similar a un alfiler proporcionado por el electrodo de tungsteno emite mucha energía en un área pequeña, lo que dificulta el control del sobrecalentamiento y la deformación del metal.
Gracias a la naturaleza sensible de la soldadura TIG, la superficie soldada debe estar 100% limpia. No puede haber óxido, aceite, pintura o grasa. Esto aumenta el tiempo de finalización de la unión al agregar más trabajo en la fase previa a la soldadura.
El proceso de soldadura TIG es significativamente más lento que el MIG y el proceso con núcleo fundente porque la varilla de aporte se alimenta manualmente y la tasa de deposición del metal de aporte es menor.
Lo mejor de la soldadura TIG
El arco concentrado permite soldaduras mucho más precisas. Esto también da como resultado una HAZ estrecha, lo que facilita la soldadura de metales más delgados, pero aún requiere mucha habilidad para administrar la entrada de calor.
Foto de whatispiping.com
Foto de whatispiping.comNo hay que preocuparse por la escoria ya que el TIG es un proceso protegido con gas. Además, no hay humo, chispas o metal fundido volando como con el núcleo de fundente y la soldadura MIG. Esto le permite tener la máxima visibilidad sobre el arco y el baño de soldadura, mejorando aún más el éxito de las soldaduras críticas.
La soldadura por arco de tungsteno con gas es perfecta para soldar metales exóticos y metales diferentes. Es por eso que TIG suelda más metales que cualquier otro método de soldadura, lo que lo convierte en el proceso de soldadura más versátil. Las soldaduras producidas por TIG son más limpias, más fuertes y de mayor calidad que las soldaduras MIG, con núcleo de fundente o de electrodo revestido.
Proceso de soldadura revestida o SMAW (soldadura por arco de metal blindado)
fuente: Libro de principios y aplicaciones de soldadura de Larry Jeffus
La soldadura con electrodo revestido utiliza una fuente de energía similar a la TIG, por lo que la mayoría de los soldadores TIG también pueden soldar con electrodo revestido. Sin embargo, este proceso no se parece en nada a TIG. Es más sucio, pero más rápido y mucho más barato de operar, lo que lo convierte en uno de los métodos de soldadura más populares tanto para aficionados como para profesionales.
La soldadura con electrodo revestido es más fácil que la TIG pero más compleja que la MIG y la soldadura con núcleo fundente. La configuración de la soldadora de varilla es sencilla, pero lleva un tiempo acostumbrarse a la soldadura porque debe mantener el arco mientras la varilla se quema.
En resumen: el electrodo de soldadura revestido se derrite mientras se suelda y actúa como un metal de aporte y una fuente de escoria/acción protectora, que no requiere gas protector. Es un método de soldadura muy resistente capaz de soldar metal más sucio y funciona muy bien en condiciones exteriores. Se usa principalmente para soldar acero dulce y no funciona bien con metales más delgados.
Cómo funciona
El proceso SMAW funde el electrodo revestido y une los metales calentándolos con un arco formado entre la punta del electrodo y la pieza soldada. Hay muchos electrodos de soldadura diferentes, y varían según el tipo de revestimiento (fundente) y el núcleo metálico de relleno. Todos los electrodos tienen diferentes casos de uso, pero en general, E6010, E6011, E6012, E6013 y E7018 se usan para la soldadura de la mayoría de los aficionados.
La soldadura revestida se realiza a través de DCEN, DCEP o AC. Hoy en día, la mayor parte del tiempo, el DC es un método preferido. La polaridad dependerá de la varilla de soldadura y de la penetración requerida. El DCEP generalmente proporciona un arco más estable cuando se suelda con electrodo revestido, pero el DCEN es excelente cuando se sueldan materiales más delgados o si no desea aplicar el calor máximo al metal.
las desventajas
SMAW no proporciona soldaduras muy buenas y hay muchas salpicaduras y grumos fundidos que caen sobre la pieza soldada. Por lo tanto, se necesita trabajo adicional para moler/lijar todo y mejorar el aspecto de la junta después de la soldadura.
La eliminación de la escoria mediante astillado y cepillado con alambre también ralentiza el proceso, especialmente cuando se requieren soldaduras de varias pasadas. Algunos electrodos tienen una escoria fácil de pelar como el electrodo E6012, pero otros requieren más esfuerzo.
Este método de soldadura es lento y requiere que hagas paradas porque la varilla de soldadura se consumirá con frecuencia. Esto hace que sea más difícil soldar porque tienes que atar tus soldaduras y continuar donde lo dejaste.
Lo mejor de la soldadura SMAW
Las máquinas de soldar SMAW son más asequibles que las soldadoras MIG y TIG. Además, al no tener que comprar ni alquilar un cilindro de gas de protección y el gas de protección en sí, la soldadura con electrodo revestido es un método muy económico.
El uso de un sistema de escoria para proteger contra la atmósfera hace que sea un gran proceso para ejecutar al aire libre. Además, tolera mucho mejor el óxido y otros contaminantes, pero siempre es mejor limpiar el metal antes de soldarlo.
Conclusión
Hay mucho más que decir acerca de estos cuatro procesos de soldadura por arco. Muchas variables, como el tipo de metal, la selección de electrodos y alambres, la configuración de la soldadora y otras, juegan un papel vital para lograr una penetración adecuada y hacer soldaduras hermosas.
Este artículo fue una descripción general de los métodos de soldadura por arco manual más populares para ayudarlo a comprender sus diferencias, ventajas y desventajas. Para un principiante completo, probablemente sea mejor comenzar con MIG, y luego probar la soldadura con núcleo de fundente, varilla y finalmente TIG. Sin embargo, no todos son iguales, y muchas personas comienzan con TIG como su primer proceso de soldadura.
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